Метод оценки частотных расстроек гетеродинов в многопозиционных разностно-доплеровских системах с аналоговой ретрансляцией сигналов
Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статья в выпуске: 3 т.29, 2026 года.
Бесплатный доступ
Обоснование. В многопозиционных системах пассивной локации с аналоговой ретрансляцией сигналов точность разностно-доплеровского метода существенно ограничивается нестабильностью опорных генераторов. Неидентичность частот гетеродинов в разнесенных приемных пунктах порождает паразитные частотные сдвиги, которые маскируются под доплеровский эффект и препятствуют точному местоопределению и оценке параметров движения источников радиоизлучения. Традиционные средства синхронизации, такие как глобальные навигационные спутниковые системы или рубидиевые генераторы частот, часто неприменимы из-за высокой стоимости или уязвимости к внешним помехам. Цель. Разработка и теоретическое обоснование метода косвенного оценивания и программной коррекции неидентичности частот опорных генераторов в приемопередающих трактах многопозиционных систем для обеспечения требуемой точности локализации источников радиоизлучения. Методы. Работа базируется на результатах анализа процессов преобразования частоты в супергетеродинных трактах периферийных и центральных пунктов приема. Для нахождения поправочных коэффициентов предложен метод реперных источников, использующий два монохроматических сигнала на известных частотах. Результаты. Сформулирована аналитическая модель суммарной частотной погрешности, подтвердившая ее прямую зависимость от несущей частоты сигнала источника радиоизлучения. Разработан алгоритм вычисления дифференциальных параметров нестабильности путем решения системы линейных уравнений на основе измерений параметров реперных сигналов. Доказано, что для минимизации дисперсии ошибки компенсации необходимо обеспечивать максимальный частотный разнос между реперными источниками в пределах полосы пропускания системы. Заключение. Разработанный метод обеспечивает инвариантность системы к нестабильности частотно-временной базы без аппаратного усложнения периферийных пунктов. Применение метода позволяет достичь метрологических характеристик, сопоставимых с системами на базе рубидиевых генераторов, при использовании стандартных кварцевых генераторов. Алгоритм пригоден для оперативной коррекции в реальном времени и интеграции в существующие программные комплексы радиомониторинга.
Короткий адрес: https://sciup.org/140316784
IDS: 140316784 | УДК: 621.396.967.2 | DOI: 10.18469/1810-3189.2026.29.3.127-133
Method for estimating frequency offsets of local oscillators in multiposition differential Doppler systems with analog signal relaying
Background. In multi-position passive location systems with analog signal relaying, the accuracy of the differential Doppler method is significantly limited by instability of reference oscillators. Frequency non-identity of local oscillators at spatially separated receiving sites generates spurious frequency shifts, which are masked as the Doppler effect and hinder accurate positioning and estimation of motion parameters of radio emission sources. Conventional synchronization means – such as global navigation satellite systems or rubidium oscillators – are often impractical due to high cost or vulnerability to external interference. Aim. To develop and theoretically substantiate a method for indirect estimation and software-based correction of frequency non-identity in reference oscillators within transceiver paths of multi-position systems, ensuring the required accuracy of radio emission source localization. Methods. The study is based on analysis of frequency conversion processes in superheterodyne paths of peripheral and central receiving stations. To determine correction coefficients, a reference source method is proposed, utilizing two monochromatic signals at known frequencies. Results. An analytical model of total frequency error has been formulated, confirming its direct dependence on the carrier frequency of the radio emission source signal. An algorithm for calculating differential instability parameters has been developed, based on solving a system of linear equations using measurements of reference signal parameters. It has been proven that to minimize the variance of compensation error, it is necessary to ensure maximum frequency separation between reference sources within the system’s passband. Conclusion. The developed method ensures system invariance to frequency-time base instability without hardware complexity increase at peripheral stations. Its application enables achieving metrological characteristics comparable to those of systems based on rubidium oscillators, while using standard quartz oscillators. The algorithm is suitable for real-time operational correction and integration into existing radio monitoring software suites.
