Định hướng nguồn tín hiệu bằng phương pháp đo pha với đường cơ sở dài ứng dụng trong lĩnh vực trinh sát điện tử

Bài viết đề xuất phương pháp xác định hướng đến của nguồn tín hiệu vô tuyến có thể ứng dụng cho các thiết bị trinh sát điện tử. Thuật toán đề xuất sử dụng biện pháp xoay, chuẩn hóa, làm tròn giá trị đo độ lệch pha giữa các anten để tìm giá trị dịch pha đúng, và từ đó xác định được góc đến đơn trị của nguồn phát xạ tín hiệu vô tuyến
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Định hướng nguồn tín hiệu bằng phương pháp đo pha với đường cơ sở dài ứng dụng trong lĩnh vực trinh sát điện tử Hội nghị Quốc gia lần thứ 24 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2021) Định Hướng Nguồn Tín Hiệu Bằng Phương Pháp Đo Pha Với Đường Cơ Sở Dài Ứng Dụng Trong Lĩnh Vực Trinh Sát Điện Tử Đoàn Văn Sáng, Nguyễn Như Ý và Trần Công Tráng Khoa Thông tin Ra đa, Học Viện Hải quân Email: doansang.g1@gmail.com, trancongtrang@gmail.com, và boyfantis@gmail.com Abstract— Bài báo đề xuất phương pháp xác định hướng được nhiều nguồn tín hiệu đến đều có nhược điểm đến của nguồn tín hiệu vô tuyến có thể ứng dụng cho các thuật toán phức tạp, phải biết trước số lượng nguồn tới thiết bị trinh sát điện tử. Thuật toán đề xuất sử dụng và phải xử lý dưới dạng chuỗi dữ liệu. biện pháp xoay, chuẩn hóa, làm tròn giá trị đo độ lệch Như đã biết, chỉ cần đo độ lệch pha của tín hiệu pha giữa các anten để tìm giá trị dịch pha đúng, và từ đó xác định được góc đến đơn trị của nguồn phát xạ tín hiệu được thu bởi hai chấn tử anten đặt cách nhau một đoạn vô tuyến. Mô hình thuật toán đề xuất được đánh giá d ≤ /2 ( là bước sóng của tín hiệu) là có thể xác định bằng mô phỏng và so sánh với hai mô hình khác. Kết quả được góc đơn trị trong phạm vi từ -90o đến 90o so với mô phỏng cho thấy, thuật toán đề xuất đạt độ chính xác góc tham chiếu. Giá trị góc đến của tín hiệu được xác ước lượng góc đến với sai số quân phương nhỏ hơn 0.1o định theo công thức sau: khi SNR (Signal to Noise Ratio) lớn hơn 0 dB và hiệu  năng vượt trội hơn hai phương pháp khác (SODA:  = arcsin( ), (1) Second Order Difference Array và CI: Correlative 2 d Interferometer). Có thể thấy rằng, thuật toán đề xuất có trong đó,  là độ lệch pha của tín hiệu thu được bởi tiềm năng ứng dụng rất tốt trong lĩnh vực trinh sát và hai chấn tử anten. Từ phương trình (1) chúng ta dễ giám sát nguồn phát xạ vô tuyến. dàng xác định được sai số của góc  theo công thức: Keywords- Xác định góc đến, tín hiệu vô tuyến, trinh     =   = (2) sát điện tử, đo độ lệch pha. 2 d cos  SNR 2 d cos  I. GIỚI THIỆU Công thức (2) cho thấy sai số của góc  phụ thuộc Trinh sát điện tử là một bộ phận của tác chiến điện vào tỉ số tín / tạp (SNR: Signal to Noise Ratio), hướng tử hiện đại. Trong đó, ước lượng góc tới của nguồn đến  của tín hiệu và tỉ số /d. Giá trị SNR phụ thuộc phát tín hiệu là một khâu rất quan trọng trong toàn bộ vào chất lượng thiết bị phần cứng, công nghệ sản xuất chuỗi thông tin cần trinh sát. Biết được thông tin về góc và môi trường hoạt động, đây là những yếu tố độc lập. tới của tín hiệu sẽ là cơ sở để xác định được vị trí của Hướng đến  cũng là tham số độc lập không thể can nguồn phát đó. Hiện nay, có rất nhiều nghiên cứu về thiệp. Như vậy, chúng ta có thể cải thiện độ chính xác các giải pháp, thuật toán tối ưu nhằm nâng cao hiệu đo góc bằng việc gia tăng tỉ số /d. Giả định rằng, thiết quả, độ chính xác ước lượng góc tới trong rađa thụ bị trinh sát được thiết kế cho một dải tần nhất định có động, thiết bị trinh sát điện tử đồng thời tiết kiệm chi bước sóng , lúc này để cải thiện độ chính xác đo góc phí sản xuất. Để đạt được những mục đích đó cần phải đến  cần phải tăng khoảng cách giữa hai chấn tử cấu hình hệ thống anten một cách hợp lý, đưa vào bộ anten. Nhưng điều này lại làm nảy sinh vấn đề đa trị xử lý những thuật toán tối ưu. Các nghiên cứu tiêu biểu khi d > /2. Thật vậy, theo công thức (2) nếu tăng về ước lượng góc tới nguồn phát tín hiệu sử dụng giải khoảng cách giữa các phẩn tử anten lên N lần thì độ pháp so sánh pha có thể kể đến như: giải pháp SODA chính xác đo góc cũng tăng N lần. Tuy nhiên, quan sát (Second Order Difference Array) [1]; giải pháp cấu trên Hình 1 có thể thấy, khi d = 5/2 thì một giá trị đo hình anten theo hình sao [2]; và một số nghiên cứu lệch pha  có thể xác định được 5 giá trị của  trong khác. Ngoài ra, còn có các phương pháp có khả năng giới hạn từ -90o đến +90o, vì độ lệch pha  trong thực phát hiện và ước lượng góc tới của nhiều nguồn tín tế chỉ nằm trong giới hạn từ - đến +. hiệu có độ chính xác cao. Những phương pháp này có Để khắc phục được hiện tượng đa trị vừa nêu trên thể kể đến như: Spectral MUSIC [3], Root-MUSIC [4], ESPIRIT [5], .... hay những phương pháp cải tiến như mà vẫn đảm bảo xác định góc đến của tín hiệu với độ chính xác cao thì cần phải thiết kế thêm chấn tử anten Spatial smoothing MUSIC [6], Temporal smoothing và sử dụng một thuật toán phù hợp. Vì vậy, trong bài MUSIC [7],.... Phần lớn các phương pháp ước lượng ISBN 978-604-80-5958-3 ...