Пеленгатор выкройка: Одежда для собак своими руками: схемы и размеры

Содержание

Одежда для собак своими руками: схемы и размеры

Наших четвероногих друзей порой тоже нужно одевать, ведь холода не щадят никого. Конечно, можно приобрести все необходимое в зоомагазине, но цены радуют далеко не всегда.

В настоящее время очень популярна одежда, сшитая своими руками, это модно, эксклюзивно и оригинально. Живя в домашних условиях, собаки и кошки не могут приспосабливаться к изменениям климатических условий, поэтому перед хозяином животного особенно остро стоит вопрос об их утеплении на зиму. Животные также как и люди болеют респираторными заболеваниями, они боятся сквозняков и перегревов на солнце.

Многие люди считают пошив одежды для собак чудачеством, хотя на самом деле многие породы собак в зимнюю и осеннюю погоду попросту невозможно вывести на улицу без теплой попоны или комбинезончика. Теплая одежда нужна «карманным» животным, питомцам с короткой шерстью, старым или ослабленным собакам. Подбирая подходящие предметы гардероба, стоит помнить, то они должны быть удобными и не стеснять движения животного во время прогулки.

Однако цены на изделия «кусаются», для многих владельцев частая покупка новых вещей – это очень дорогое удовольствие, и все чаще хозяева шьют одежду для собак сами, экономя средства и одновременно получая удовольствие от выполненной работы.

Оденем собак сами

Если вы решили изготовить костюм для прогулки самостоятельно, то надо помнить несколько особенностей пошива. Ведущую роль в костюме играет застежка: от молний лучше отказаться, они будут прихватывать шерсть собаки и заедать в неподходящий момент, лучше остановиться на липучках или на пуговицах.

Многие хозяева сталкиваются с дилеммой: какой лучше костюм вязаный или сшитый? Вязаный комбинезон не подойдет длинношерстным собакам, вы замучаетесь натягивать его на такого питомца, проще надеть скользящий комбинезон из ткани, тогда процесс раздевания-одевания не доставит дискомфорта ни вашему питомцу, ни вам. Не подойдет вязаный комбинезон и для голых собак, поскольку будет раздражать их нежную кожу.

Попона для собак своими руками

Можно своими руками сделать собакам теплую попону, это не так сложно, как кажется на первый взгляд. Надо определиться с длиной и шириной попоны, нарисовать выкройку на ткани по размерам, вырезать. Лучше брать не сыпучие ткани, поскольку подшивать их внутрь не рекомендуется – швы будут натирать животному бока. Если у вас сыпучая ткань, то подшить изделие лучше наружу, украсив строчку декоративной тесьмой или тканью контрастного цвета. Пришейте ленты или шнурки, расположив их симметрично. Завязывать их надо под передними лапами вашего животного на животе, а также перед задними и под хвостом. Можно использовать и ремни, но они должны быть мягкими, без грубых пряжек. Если вы хотите более теплый вариант, то нужно выкроить две детали вашей попоны, сложив их лицевой стороной.

Не лишней будет и зимняя вариация попоны. Для этого надо измерить обхват шеи вашего питомца и определиться с длиной изделия. Складываем ткань пополам, откладывая по сгибу длину будущего изделия, а вниз половину длины попоны, затем делаем выемку для шеи. Все наши точки соединяем плавной линией. Получаем выкройку на ткани. Верх попоны лучше шить из шерсти или болоньевой ткани, а часть, примыкающая к телу животного должна быть из натурального или искусственного меха. Стачать две детали между собой и вывернуть через предварительно оставленное отверстие. Для большего утепления можно между двумя слоями вставить слой синтепона. Горловину нашей попоны обшить кантом или бейкой. Нашиваем ремни или ленты. Они не должны быть одинаковой длины, для того, чтобы завязки застегивались на боку животного. Так они не будут натирать брюхо вашего питомца. Можно для прочности сделать впереди застежку на двух пуговицах. Защищаем голову нашего питомца шапочкой.

Если у собаки уши торчат, то надо сделать вырезы под ушки, если уши висящие – то вырезать отверстия не обязательно. Можно не шить кепки или шляпы, достаточно обвязать голову питомца трикотажным или шерстяным платком, завязав концы на шее животного.

Обувь для собак

Теперь самое время сшить обувь для наших четвероногих питомцев, ботиночки предохранят лапы питомца отперемерзания, ударов, царапин и грязи. Чтобы сшить ботиночки, выбирайте нейлон, мешковину или обивочную ткань – она должна плохо пропускать влагу. Купите липучку, шириной 2 см и длиной см 10.

Вырежьте 8 заготовок, как на картинке, сшейте по две заготовки. Чем больше лапа собаки – тем шире и длиннее должна быть обувь. Липучку пришивают на лицевой стороне, лучше всего крепить ее выше запястья питомца. Сшейте 4 заготовки без липучки и 4 с липучкой попарно с изнанки, только короткую ровную строну не прострачивайте. Липучку можно зафиксировать в боковом шве.

Теперь ботиночки выворачиваем и надеваем на лапу. Ворсистую липучку оборачиваем вокруг лапы собаки и фиксируем. Ботиночки могут проворачиваться вокруг лапы, но не спадать.

Ветровка для собаки своими руками

Лучше всего выбирать для пошива эластичную и приятную на ощупь ткань. Снимите выкройки, как на картинке.

Шею нужно измерить в самой широкой части, оставьте припуск сантиметра 2, чтобы собака могла легко дышать. В самой широкой части грудной клетки измеряется обхват груди, талия – самая узкая часть торса. Начертите прямоугольник, в котором длина – это размеры спины собаки и ширина – половина от обхвата груди.

На прямоугольнике отметьте длину грудину (обозначена А) и центр прямоугольника по высоте (В). Соедините точки плавной линией.

Точкой С обозначена половина от обхвата шеи, все точки снова соединяем. Рукав будет представлять собой скошенный с одной стороны прямоугольник. Диаметр отверстия зависит от ноги вашей собаки. Длина прямоугольник равна длине ноги, ширина – ее половине. Оставляйте припуск на швы.

Рукава сшиваем, обернув вокруг ноги, внутрь вшиваем резинку. Нижний край подворачиваем, рукав застрачиваем по краям. То же самое проделываем с другим рукавом. Прямоугольную выкройку для туловища сворачиваем вдвое наружу изнанкой, края прострачиваем между отверстиями для рукавов, пристрачиваем сами рукава, выворачиваем ветровку. Крепить ее можно на пуговицах или липучках.

Как видите, шить для своего питомца не так сложно, главное – найти время и запастись терпением!

Домик для собаки своими руками

Небольшие комнатные собачки нуждаются в собственном укромном уголке. В поисках спокойствия и уюта питомцы нередко занимают хозяйские кресла, коврики, стулья и прочие элементы интерьера, но если вы предложите своему любимцу комфортный домик – он будет вам благодарен. Конечно, его можно приобрести в современных зоомагазинах, но из-за высокой стоимости такая покупка по карману далеко не всем, кроме того, для некоторых пород собак достаточно сложно найти подходящее по размерам изделие. Есть простой и изящный выход из данной ситуации – сделать домик или уютную лежанку для четвероногого друга своими руками.

Самый простой способ – использовать для этого дела старый чемодан. По краям для большей устойчивости по краям изделия можно приделать ножки (от старого шкафа или просто приобрести их в отделе фурнитуры для мебели). Внутрь чемодана нужно сшить или подобрать уже имеющуюся подушку подходящих габаритов. В качестве наполнителя можно использовать синтепон, который зашивается в наволочку из плотной ткани подходящей расцветки.


фото: Домик для собаки своими руками из старого чемодана

Можно сшить и настоящие домики-будки, мягкие и уютные. Подобрать материал для обшивки и декора вы сможете, исходя из особенностей своей комнаты, а приделав к домику ручку из плотного кожзаменителя, вы сможете с легкостью переносить его с места на место.


фото: Домик-будка для собаки

Решив сшить для питомца персональное жилище, стоит помнить несколько нюансов. Лучше, если пол домика будет сделан не из пенопласта или поролона, а из пенополиуретана – этот материал может повторять и запоминать контуры тела собаки, на нем будет удобно как щенкам, так и уже пожилым любимцам. Подстилка должна быть толстой, но при этом плотно затянутой в тканевый чехол: молодые собаки обожают грызть все, что попадет на зуб, так что пенопласт станет желанной добычей для щенка и источником немалых проблем для хозяина. Домик делайте «на вырост», поскольку молодые собаки очень быстро растут, площадь жилища должна соответствовать размерам взрослого питомца.

Если в вашем доме есть маленькие дети, каркас для домика должен быть максимально прочным: малыши нередко могут использовать собачье «жилище» в качестве стула или игрового пространства и нечаянно травмируют животное. Домик должен стоять в укромном месте, подальше от сквозняков. Не располагайте конструкцию так, чтобы выход располагался у стены или другого препятствия, которое может стать помехой животному.

Для создания полноценного домика для собаки вам понадобится пенополиуретан или жесткая губка, коврик, наволочки, липучки и, естественно, швейные принадлежности.

  • При помощи измерительной ленты снимите мерки с собаки, чтобы знать, какой высоты и ширины делать домик. Собака должна не просто свернуться в нем клубочком, но еще и стоять в полный рост и при необходимости повернуться вокруг своей оси.
  • Пенопластом обивается весь периметр дома, длина и ширина каждого мата определяется мерками, которые вы снимите с собаки.
  • Старые наволочки или отрезы ненужной ткани потребуются для того, чтобы спрятать пенопласт от зубов любимца. Оптимальный вариант – эти синтетическая микрофибра.
  • На полу, прежде чем обтянуть пенополиуретан наволочкой, стоит положить клеенку или другой водонепроницаемый материал – вы убережете пол конструкции от неприятных неожиданностей.
  • К наволочкам на гранях пластин пенопласта пришиваются липучки: предварительно сделайте разметку, на каждых 15 см ткани должна располагаться липучка. После соединения матов в единый домик вы получите жилище для собаки с полом, потолком и тремя стенами.
  • Вход в домик может быть как закрывающимся, так и открытым. Можно сделать вход с занавеской из тонкой ткани, закрепив ее на тех же липучках.
  • После этого можно звать питомца опробовать новую обитель. Положите внутрь домика любимую игрушку щенка или лакомство – это нехитрое действие поможет освоиться.

Можно сделать домик для собаки и по другому принципу.

Это полуоткрытая лежанка, достаточно уютная и вместительная. Предлагаем вашему вниманию выкройку и пошаговый мастер-класс, как сделать своими руками отличный домик для питомца.

Выбирая ткань для обивки, отдайте предпочтение плотным материалам – гобелену, микрофибре и прочим. Вам потребуется ткань, репс в тое материалу, веревка, поролон (толщина может варьироваться, в среднем это 3-4 см).

Выкройки наносятся на миллиметровую бумагу и выкраиваются зеркально симметрично. Для небольших собак достаточно дна, диаметром до полуметра.

Вытачки зашиваются вручную «через край», как и задние швы. В поролоновую «крышу» вкладывается выкройка дна, после чего детали соединяются и сшиваются.

Из однотонной ткани и гобелена выкраиваются две детали: для внутренней и внешней обивки, они делаются зеркально симметричными. Оставляйте припуск 1-2 см, после этого стачайте вытачки (на схеме они обозначены волнистыми линиями). Швы выполняются в 1 см от края.

Верхний шов соединяется с деталями под цифрой 5 (заготовки для внутренней отделки дома). Их сметывают, а для отделки днища шьют декоративный кант. Из однотонного материала под цвет основному выкраивают косую бейку, шириной 3 сантиметра. Шнур вкладывают в сгиб бейки и застрачивают максимально близко к образовавшемуся валику – лучше всего использовать лапу для вшивания молний. Кант притачивают к нижнему краю внешней части отделки, приметывают и дно домика.

Чехол надевают на каркас из поролона, тщательно расправляют все детали отделочной ткани. Шов располагается на внешней поверхности крыши. Все детали ткани совмещаются с элементами из поролона, чтобы не было перекосов, после чего закрепляются вручную. Круглую деталь из гобелена накладывают на поролоновое дно и сострачивают.

Вытачка на самом конце будет выпуклой – ее можно отправить и разровнять. Внутреннее дно не пришивайте к поролоновой основе – просто поплотнее заправьте ткань между другими деталями – вы значительно облегчите себе уход за домиком животного. Если вы взяли более толстый поролон, корректируйте выкройку по ходу дела, увеличивайте припуски, но старайтесь, чтобы поролон на виду не оставался – уж очень собаки любят его грызть. Такой домик – отличный вариант для маленьких и короткошерстных собак. Дополнительно его можно утеплить искусственным мехом или синтепоном.

Можно сделать конструкцию попроще – это будет своего рода домик-палатка. Для этого возьмите две проволочные вешалки и соедините прутья крест-накрест. В качестве пола можно взять подушку или обшитый кусок поролона – к нему крепится проволочный каркас при помощи клейкой ленты или липучек. На каркас натягивается ткань, ее края тщательно завязываются и зашиваются.



фото: Домик-палатка для собаки, сделанный своими руками


фото: Еще один вариант домика-палатки

Такой домик придется по душе всем четвероногим питомцам: и собакам, и кошкам.

Еще один интересный и доступный вариант – сшить лежанку для собаки. Это летний вариант «спального места», который подкупает своим уютом и в то же время простотой изготовления.


фото: Место для собаки, сделанное своими руками

Начните работу с замеров: определите, какая длина и ширина изделия вам нужна, а также высоту бортиков. Для набивки потребуется синтепон, для шитья – 2-2,5 метра плотной ткани. Выкраиваете большой круг (две детали), это и будет полезная площадь для вашей собаки, условно разделите его на 10-12 частей, набейте синтепоном. После чего выкройте круги поменьше, их сворачиваем трубочкой, набиваем синтепоном и пришиваем по периметру основной заготовки – они-то и будут служить бортиками. Впрочем, можно пойти и другим путем: взять ненужные махровые полотенца или старый свитер, раскроить его и просто разложить по периметру, надежно зафиксировав и предварительно набив синтепоном. Дополнительно можно изготовить для лежанки и специальную подушечку – тогда вашему питомцу будет спаться еще слаще.

Изящный домик для собаки можно сделать своими руками и из обычной клетки для переноски. Понадобится плотная и красивая ткань, тесьма и пуговицы или обычные липучки. Отрезы для внутренней и внешней обивки сшиваются по нижней и боковой сторонам, а потом выворачивают на лицевую поверхность и аккуратно латают не прошитый участок. Пришейте ткань по периметру потолка клетки, к ним присоедините при помощи тесьмы или липучек три стенки, четвертая стенка будет служить входом в клетку – она должна быть свободной. На пол подстелите плотную подушку или поролон, обитый плотной тканью: домик для вашего питомца готов!


фото: Домик для собаки своими руками из клетки

Вот еще несколько оригинальных фотоидей домиков для собак, которые можно сделать своими руками.

Удачи и вдохновения! 

Смотрите также: 

Пеленгатор своими руками (теория и практика).

Далеко не все технологически возможно с любительским подходом и не только в радиоэлектронике (те кто строит самолеты думаю подтвердят).

Я практически не имею ограничений в использовании технологий и я строю самолеты. Подтверждаю что ничего невозможного нет, есть нецелесообразное, а это суть три большие разницы.

И если говорить про сложность и уровень исполнения- загляните в свой комп и влезте в него с паяльником или даже паяльной станцией (в пятислойную материнскую плату)- а это ширпотреб.

Если Вас это вводит в ступор, то мы регулярно видим что внутри подобных устройств, и не только видим, но и трогаем. Ничего там нет даже возбуждающего. Железо как железо. Самая большая сложность обычно развинтить корпус, а остальное уже не проблема.

тогда вопрос почему вы до сих пор не главный конструктор какой нибудь радиотехнической конторы (ВНИИРТ например или НПО Полет)

У меня несколько собственных заводов. Я сам себе и главный конструктор и заказчик и приемная комиссия  ;D Я не уверен, что в каком нибудь НПО хватит денег на мою зарплату  ;D

не зная и не умея ничего в СВЧ вы никогда локатор не построите…

У меня разделение труда. Есть сотрудники, которые строили и СВЧ системы и много всякого разного аналогового, как гражданского, так и военного. Специалисты знаете ли не только на почтовых ящиках сидят. Мне интересна цифровая часть и пока не вижу проблем с реализацией того, что хочется построить. Возникнет проблема, возьму спеца для её решения. Уж чего только не строили. Тот же локатор построить, большой проблемы не вижу, только не нужен он пока.

Самоделки остаются самоделками….я понимаю что что во всяческих сертификациях много от лукавого и от меркантильного….

Я не очень понимаю что Вы называете самоделкой. Изделие, изготовленное на промышленной печатной плате, собранное в печке и залитое компаундом не сильно отличается чем либо от промышленного. Мне всё равно сколько слоев плата. Это вообще не принципиально. Плату выпускает завод, а монтировать на неё элементы мы в состоянии. Производить контроллеры я не собираюсь. Для этого есть соответствующие производители и это не моя задача, хотя ничего сложного в этом тоже не вижу. Технологии покупаются и специалисты нанимаются.

Не путайте профессионализм и любительство. Про более понятное…

Я конечно понимаю что Вы хотите меня развеселить, но зачем же так?

Если про нашу тему-то некоторые маяки систем посадки практически повторяют бортовое оборудование навигационных спутников- если вы и туда коробочку спаяете за 30 минут

Там коробку ваять далеко не 30 минут, но там проблема не в технологии, она отработана. Если включить такую самодельную коробку ласты скрутят очень быстро. Это готовая система для угона самолетов, а у меня есть справка что я не не псих  ;D А так это то, о чем Вы говорите —

http://en.wikipedia.org/wiki/Ground_Based_Augmentation_System
http://en.wikipedia.org/wiki/Local_Area_Augmentation_System

Я сейчас ваяю приемную часть с ГЛОНАСС/GPS приемником, так что немного в курсе что там и как работает.

Может задам глупый вопрос, но как быть с легализацией самоделок? Если диспетчер неправильно заведет борт по сертифицированному оборудованию, то вопрос либо к диспетчеру, либо к производителю оборудования. А в случае отказа или, хуже того, ложных показаний, самоделки кому претензии выдвигать? Если есть желание использовать видео и аудио запись для официального аргументирования спорных ситуаций, то как же без родной бумажной волокиты?
В нашей стране даже запись с двух видеорегистраторов не является аргументом в автодорожке, адвокаты затребовали три стационарных сертифицированных… А тут тема о самодельной начинке КДП..

А легализация чего Вам нужна? Софта для метеостанции? Американской радиостанции? Пеленгатора? Запомните — на КДП посадочных площадок нет диспетчера или руководителя полетов. Там иногда бывает диспетчер-информатор, который только информирует. Вся ответственность и принятие решений за КВС. Если мы будем сертифицировать шнурки и туалетную бумагу для КВС, то мы утонем в бумажной волоките.

никогда не задумывались почему экраны средств отображения КДП фотографируются или снимаются внешней камерой (а не пишутся прям в электрическом виде)..почему есть отдельный микрофон который пишет звук на КДП (хотя все сигналы радиостанций, телефонной, громкой связи, радиообмен на борту и т.д. проще писать сразу из электрического вида)? Почему маркируют временем записи и каким временем? Кто принимал участие в расследовании летных проишествий или катастроф тот знает чему и в каких вариантах верят…

На форуме есть несколько человек, которые принимают самое активное участие как эксперты при расследовании авиационных катастроф. Я в курсе что и как происходит при расследовании МАКом и могу Вас обрадовать что в расследовании используется ВСЁ что может пролить свет на катастрофу. В дело идут логи от ЛЮБОГО GPS, видео с айфона, записи эфира, хоть с radioscanner.ru, рассказы очевидцев и любые обломки от ВС. МАК это не суд, который что-то принять может не захотеть.

книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации


ВЫ ИСКАЛИ книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков









Информация о файле


Название: книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков


*Скачано раз (за вчера): 487


*Место в рейтинге: 654


*Скачано раз (всего): 6545


*Файл проверен: Nod32

















































































































Ким Манчжун Облачный сон девяти.epub/Ключ Kerio connect 742/ВСЕ тесты МТИ/phone pelengator/тест по древней руси с ответами/XTools 35/чит коды на старкрафт/Sncrack 2.1 cкачать кода активации////// Мы рекомендуем Майнкрафт сервер 152 с модом smart moving иногда Бунеев РН Летняя тетрадь будущего третьеклассника ответы результаты устой м петропавловск камчатский электрическая схема мопеда вы искали книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков но мы стараемсятест по древней руси с ответами чит код эбонитовый слиток книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков чит коды на старкрафт книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков Инструкция К стиральной машине privilegcompact Ким Манчжун Облачный сон девяти.epub чит коды на the forest книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков чтение 4 класс домашние задания книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков Ключ Kerio connect 742 ВСЕ тесты МТИ Выкройки чехлов ваз 2110 книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков электросхема комбинации приборов цветок на земле ответы на вопросы читы на варфейс автошот тест по древней руси с ответами книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков Вальс Дождя Шопен Ноты Для Фортепиано vidsir 31 чит коды command conquer книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков XTools 35 электрическая схема стиральной машины самсунг тестовые задания с ответами планирование эксперимента скачать тесты для руководителей с ответами 2015 чит коды на старкрафт phone pelengator книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков шевлякова итальянский язык самоучитель для начинающих скачать программу для подписчиков в инстаграме книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков экзаменационные билеты стропальщика с ответами скачать книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков тестовые задания по обж с ответами книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков тест по предложению 8 класс с ответами Sncrack 2.1 cкачать кода активации тест категория людей диана арбенина книгу Памятники архитектуры в дореволюционной России Очерки истории архитектурной реставрации — А Щенков терморегулятор инструкция на русском тест тематический по химии огэ тематический контроль русский язык 4 класс ответы Gamemaster v12 для игры бой я тенью форма м 15 пример заполнения игра ведьмак телевидение петропавловска камчатского экзаменационные билеты категории в решать онлайн экологический тематический контроль в доу Скачать игру сабвей серф нью йорк без регистрации на чита золото аватария без смс и регистрации 39 обнова lafnian Лидер и самообман выбраться из собственной скорлупы тесты по методике с ответами Kalendarne planirovanie vmladsej gruppe po fgt nakazdy тесты на 1 категорию сестринское дело хинди самоучитель для начинающих ССЫЛКИ НА ПОХОЖИЕ САЙТЫ: Ким Манчжун Облачный сон девяти.epub,Ключ Kerio connect 742,ВСЕ тесты МТИ,phone pelengator,фм модулятор на телефон,XTools 35,мичурин собрание сочинений,Sncrack 2.1 cкачать кода активации 80002018

%d0%b4%d0%b0%d1%82%d1%8c+%d0%be%d1%81%d0%b0%d0%b4%d0%be%d0%ba — с английского на все языки

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────Айнский языкАканАлбанскийАлтайскийАрабскийАрагонскийАрмянскийАрумынскийАстурийскийАфрикаансБагобоБаскскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийБурятскийВаллийскийВарайскийВенгерскийВепсскийВерхнелужицкийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийГуараниГэльскийДатскийДолганскийДревнерусский языкИвритИдишИнгушскийИндонезийскийИнупиакИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКарачаевскийКаталанскийКвеньяКечуаКиргизскийКитайскийКлингонскийКомиКомиКорейскийКриКрымскотатарскийКумыкскийКурдскийКхмерскийЛатинскийЛатышскийЛингалаЛитовскийЛюксембургскийМайяМакедонскийМалайскийМаньчжурскийМаориМарийскийМикенскийМокшанскийМонгольскийНауатльНемецкийНидерландскийНогайскийНорвежскийОрокскийОсетинскийОсманскийПалиПапьяментоПенджабскийПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСанскритСеверносаамскийСербскийСефардскийСилезскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТаджикскийТайскийТатарскийТвиТибетскийТофаларскийТувинскийТурецкийТуркменскийУдмуртскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеркесскийЧерокиЧеченскийЧешскийЧувашскийШайенскогоШведскийШорскийШумерскийЭвенкийскийЭльзасскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЮпийскийЯкутскийЯпонский

 

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────АрмянскийАфрикаансБаскскийБолгарскийВенгерскийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийДатскийДревнерусский языкИвритИндонезийскийИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКаталанскийКвеньяКитайскийКлингонскийКорейскийКурдскийЛатинскийЛатышскийЛитовскийМакедонскийМалайскийМальтийскийМаориМарийскийМокшанскийМонгольскийНемецкийНидерландскийНорвежскийПалиПапьяментоПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСербскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТайскийТамильскийТатарскийТурецкийУдмуртскийУйгурскийУкраинскийУрдуФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧаморроЧерокиЧешскийЧувашскийШведскийЭрзянскийЭстонскийЯпонский

идеи, советы, пошаговое изготовление поделок, кухонных мелочей, емкостей для хранения продуктов, украшений из текстиля. Как и чем украсить в кухне ст


Один из популярных вариантов

Красивый декор стен на кухне в классическом стиле достаточно популярен, и его востребованность не угасает с годами. Для оформления помещения отдают предпочтение натуральным материалам, чаще всего это:

  1. Дерево.
  2. Металл.
  3. Керамика.
  4. Камень.

Использование таких составляющих сделает комнату роскошной и неповторимо красивой. Характерные особенности классики – это эффектные витражи, бронзовые детали, применение фрезеровки.

Мебель может быть реализована в строгом стиле, для усиления применяются фасады из МДФ покрытые шпоном. Декорируется все с помощью резьбы или колон, экспериментируя и проявляя фантазию можно создать поистине бесподобные зоны комфорта.

Декор стен на кухне

При создании декора стен на кухне фантазия может быть безграничной. Но есть некоторые особенности при оформлении стен. Во-первых, в кухне много разных шкафчиков, висящих на стенах, холодильник, бытовая техника, фартук над плитой.

Зачастую пространства, оставшиеся свободными, имеют разную геометрическую форму и размеры. А во вторых, кухня это то место, где готовят пищу, следовательно, это повышенная влажность, возможно копоть, запахи, перепады температур. Поэтому и материал подбирать нужно соответствующий, стойкий к данным факторам воздействия.

  • Но даже при этих, казалось бы, трудностях многие хозяева умудряются найти практичные решения для оригинального декора своей кухни. При декорировании стен прежде всего стоит обратить внимание на общую цветовую гамму и стилистику.
  • Больше всего для декора подходит пространство над столом, фартук над плитой, место над раковиной или пространство между окнами. Если есть свободная стена, можно наклеить оригинальные обои, например с принтом в виде старых газет или афиш.
  • Благо сейчас выбор обоев огромный. Только не стоит перегружать пространство. Такие обои подойдут лишь на одну стену. Очень оригинально смотрятся обои, собранные из разных обрезков в виде коллажа. А добавить к стене можно, например, навесные тарелочки или красивые разделочные доски, выполненные в разных стилях.

Но если кухня маленькая или пространство перегружено, не стоит применять много декора, будет достаточно нескольких ярких акцентов.

Для декора стен кухни нужно подбирать предметы, которые можно будет снять в любое время, чтобы помыть и привести в порядок. На фото декора кухни видно, как можно при помощи декора обыграть пространство, чтобы всё выглядело естественно и со вкусом.

Освежение помещения

Качественный декор интерьера кухни можно сделать достаточно просто, для этого стоит всего лишь закупить новый текстиль. Легкости и простора получится добавить, применив тюлевые занавески, они воздушные и смотрятся просто потрясающе.

Если задача поставлена на достижение элегантности и роскоши, в помощь хозяину пойдут тяжелые темные шторы. Добиться современности с многослойным тюлем или пышными гардинами не получится.

В этом случае нужны японские или римские шторы, которые подчеркнут креативный склад ума хозяйки и привлекут внимание любого гостя.

Необычные дополнения

На фото декора кухни достаточно часто в глаза бросаются всевозможные баночки с разным наполнением внутри. В емкость можно насыпать:

  1. Специи.
  2. Крупы.
  3. Посыпки.
  4. Консервированные фрукты.

Не стоит спешить покупать готовую продукцию, от собственноручного изготовления можно получить массу положительных эмоций. Процесс изготовления прост, и им получиться заняться даже всей семьей.

Баночки от детского питания стоящие в шкафу стоит подобрать по размеру и эффектно украсить, большинство необходимого материала находится под рукой.

Наполняя пустоту специями разных цветов, можно создать поистине бесподобные украшения, приложив минимум усилий и потратив немного свободного времени. Для расположения подойдет любая открытая полочка или ниша.

Основные правила декора

Декор кухни своими руками это обязательный процесс, который необходим после завершения капитального ремонта. Каждая хозяйка желает украсить комнату на свой вкус. Но прежде чем это сделать, необходимо понять какие элементы декора можно использовать в данном случае.

Не менее важно знать каким кухонным зонам нужно уделить больше внимания, поэтому ниже описаны возможные преображения:

  • Фоновое изменение стен, с дополнением декоративных элементов: настенных цветов, своеобразные картины с изображением кухонных предметов или фруктовые натюрморты.
  • Декорирование фартучной зоны.
  • Подборка штор или занавесок.
  • Оформление кухонной мебели и бытовой техники.
  • Украшение кухни элементами декора.

Каждая деталь декора должна соответствовать общей планировке и стилю. Очень важно подчеркнуть назначение данного помещения, не загромождала свободного пространства, особенно в кухнях небольших кухнях.

Оформление в стиле хай-тек

Среди большинства людей распространена страсть ко всему новому, декор современных кухонь делает обстановку не только уютной, но и уникальной. Подчеркнуть практичность и желание быть в курсе модных тенденций получиться достаточно легко, выбрав это направление для реализации интерьера.

За основу всегда берется лаконичность форм и строгая функциональность, прямые линии с четкими контурами буквально бросаются в глаза. Оттенки обязательно теплые и светлые, разбавленные хромовыми элементами вперемешку со стеклянными поверхностями.

Достичь комфорта и не потерять в функциональности получится только со стилем хай-тек, декоративные элементы в этом случае используются по минимуму. Упор делается на инновации свойственные нынешнему времени, новые технологии должны быть повсюду.

Фото-обои

Добавить изюминку в кухонный интерьер и сделать акцентную стену можно с помощью фото-обоев. Это могут быть фоновые обои с абстракцией или орнаментами. Или вертикальные линии для визуального «удлинения» высоты комнаты, горизонтальные — для расширения.

Фотографии городских панорам, природных красот и архитектурных строений также удачно впишутся в интерьер кухни. Это может быть макро-съёмка или супер-реалистичные 3D обои.

Активные рисунки следует размещать на стене, расположенной напротив входа или в участке сбоку от обеденного стола — так они не будут постоянно бросаться в глаза, что может привести к быстрому надоеданию принта.

Этно стиль в помещении

Не так часто, но достаточно гармонично используется это направление для украшения рабочей комнаты, декор кухни цветами и прочими принадлежностями производится в характерном исполнении присущем различным странам.

Вариант оформления достаточно сложный, потому что нужно достичь аутентичности, а не просто наполнить комнату разной мелочевкой.

Из наиболее распространенных направлений стоит отметить:

  1. Африканский.
  2. Японский.
  3. Английский.
  4. Скандинавский.

Особое внимание уделяется мебели, так как на нее возложена основная роль, но приобрести ее достаточно тяжело. Японский стиль выражается в умеренности и строгости, люди с утонченным характером оценят исполнение по достоинству.

Любители импровизировать и создавать нечто необычное будут рады провести время в комнате напоминающей Францию или в морском исполнении.

Яркий декор кухни прованс также находит немало приверженцев и хозяева квартир или домов выбирают для реализации именно комнату для приема пищи.

Проявляя индивидуальность, можно привлечь внимание не только гостя или родственника, но и самому достаточно приятно отдохнуть после рабочего дня и настроится на дальнейшие свершения.

Идеи декора кухни в стиле Прованс своими руками

Французская утонченность, нежные краски и пастельные тона стиля Прованс с каждым днем находят все больше почитателей. Поэтому многие рукодельницы постоянно находятся в поиске новаторских идей для украшения кухни своими руками. Манеру неподражаемого Прованса могут олицетворить следующие рукотворные предметы обстановки.

Стиль Прованс откроет вам широкое поле для проявленя своей фантазии и изобретательности

Прованс-чехлы для кухонных стульев своими руками легко выполнить с помощью правильно подобранных выкроек и тканей. В прованских апартаментах предпочтительно использовать массивные стулья с высокими спинками. Для оформления мебели отлично подойдут чехлы прямого кроя, выполненные из хлопковой ткани. Полотно должно быть окрашено природными тонами – песочным, жемчужным, лиловым, кремовым, градациями фиолетового цвета. На ткани могут присутствовать флористические мотивы. В повседневном использовании актуальны чехлы, сшитые из износостойкой ткани с разноцветным оформлением неброскими тонами. К праздничным трапезам актуально драпировать стулья чехлами, украшенными кружевными оборками по краю или пышными бантами в области спинки.


Для стульев на кухне в стиле Прованс обязательно сшейте чехлы

Льняные скатерти станут органичным дополнением стульев, эффектно драпированных самодельными чехлами. Необязательно применять одинаковую ткань для пошива скатерти и чехлов на стулья. Достаточно подобрать полотно со схожим тональным оформлением. Зачастую на предметах текстиля в стиле Прованс присутствуют изображения полевых цветов, отражающих пейзажи французской провинции. Актуально украсить обеденную группу вазой с засушенными веточками лаванды или букетом любых других сухоцветов.


Для единства стиля стол стулья и элементы интерьера желательно оформить тканью с одинаковым рисунком

Шкатулки, керамические горшки для комнатных цветов, подсвечники, искусственно состаренные вешалки для полотенец, исполненные в технике декупаж, – характерные украшения кухни в стиле Прованс. Любой желающий внести персональный штрих в отделку кухонного пространства может освоить азы декупажного искусства с помощью материалов:

  • декупажных салфеток;
  • акриловых красок, клея и лака;
  • кисточек;
  • ножниц.

Антикварного вида полочку уставьте тарелками в стиле Прованс, оформленными техникой декупаж

Поверхность предмета, будь то ваза, цветочный горшок или баночка для специй, должна быть идеально гладкой. Поэтому интенсивно обработайте ее наждачной бумагой. После этого поверхность нужно окрасить в желаемый цвет. После высыхания нанесите тонкий слой клея и приложите красочную салфетку. Через 2-3 часа нужно покрыть изделие лаком. Такие простейшие поделки могут создать даже дети. Поэтому неповторимый колорит кухни в стиле Прованс стоит создавать совместно со всеми жителями дома на заключительной стадии обустройства.


Технику декупаж можно использовать для мебели и посуды

Распространенные цвета

Интерьер комнаты для приготовления блюд можно хорошо дополнить теплыми тонами, особенно это актуально для помещений, находящихся с северной стороны. Это могут быть:

  1. Красный.
  2. Желтый.
  3. Оранжевый.

Кухни, в которых и так достаточно солнечных лучей стоит разбавить холодными тонами, серым, белым или молочным. Тогда как яркие и броские оттенки подойдут для больших помещений, с их помощью можно добавить уюта.

Не стоит бояться экспериментировать, любые предпочтения хозяев легко воплотить в реальность, особенно если оформление производится собственноручно. Прежде чем начинать работы, стоит хорошо продумать все моменты и представить конечный результат.

Стены в комнате

Добавить неповторимости поможет качественно нанесенная облицовка перегородок с использованием интересных изображений. Нужно помнить о стиле интерьера, чтобы пейзаж не выбивался из общего внешнего вида и был гармоничным.

В некоторых случаях хватит одного подвешивания картины, а в других это может быть лепка на всю стену. Идей для оформления превеликое множество, если скрупулёзно подойти к вопросу можно найти потрясающие варианты для исполнения, которые будут очень кстати.

Выбирая материалы, стоит помнить, что помещение подвержено загрязнению больше чем другие комнаты в доме. Учитывается возможность перепадов температур и скопление влаги, для достижения высокой практичности стоит предусмотреть и процесс уборки.

Добиться оригинальности можно, применив только один яркий акцент, который способен заменить большое количество мелких составляющих декора. В первую очередь нужно обратить внимание на интерьер всего помещения, и только потом делать окончательный вывод.

Пользуются популярностью картины на стекле и яркие цветные постеры, которые способны удивлять даже самых скептически настроенных ценителей красоты.

Настенные часы

При выборе настенных часов следует учитывать, что декоративный элемент должен вписываться в общую стилистику помещения.

К примеру, часы с массивным резным обрамлением и позолоченными стрелками отлично впишутся в классический стиль интерьера.

Для прованса больше подойдут кованые часы нейтральных оттенков. Принты с цветами на циферблате свойственны винтажному дизайну, а стеклянный материал — для направления Хай-тек.

Если интерьер кухни выполнен в ярких тонах, то и ходики должны быть насыщенного цвета.

К примеру, если в отделке стен преобладает оранжевый цвет, то часы можно подобрать в виде апельсина, если розовый — в виде клубники или малины.

Свежие идеи для реализации

Комнату для приготовления еды часто украшают бабочками различного размера, помещение становится светлее и жизнерадостнее. Для изготовления используется пенопласт, гипс или фанера, возможно нанесение с помощью трафарета и акриловых красок.

В магазинах для творчества можно найти специальные экземпляры в виде бабочек и выбрать вариант, который больше всего понравился. Виниловые наклейки основой, которых является тонкая самоклеящаяся пленка также на пике популярности среди хозяек.

Возможность замены рисунка будет очень привлекательной для людей, которые привыкли часто менять обстановку в квартире.

На стадии планирования стоит помнить, что комната для готовки и приема пищи должна способствовать аппетиту. Не препятствовать хорошему настроению и отдыху, а эмоции должны посещать только положительные.

Во время выбора бытовых приборов нужно сосредоточиться на их практичности, они должны быть легкими в использовании и не приносить дискомфорта во время процесса.

В момент декорирования надо обращать внимание на каждую мелочь, ведь от нее может зависеть весь результат трудов. Маленькие помещения будут требовать совсем другого подхода, чем большие, об этом не стоит забывать.

Выбрать можно из уже существующих идей, фото которых помогут наглядно посмотреть, как все будет выглядеть по завершении работ, что достаточно удобно.

Лучшие способы декора кухонного пространства

Самодельные аксессуары кухни должны гармонично сочетаться с основной концепцией дизайна интерьера. На фоне кухни в деревенском стиле органично будут смотреться вазы, баночки для специй, подвесные разделочные доски, выполненные из природных материалов: дерева, лозы, ротанга. Комнаты трапез, оформленные в стиле Прованс, обязательно необходимо украсить самобытными конфетницами, хлебницами, горшками для комнатных цветов, исполненными в технике декупаж или шебби-шик.


Элементы декора в стиле шебби-шик являются неотъемлемой частью стиля прованс

Деревенскому стилю, визуально схожему с основами рустика, кантри, шале, отлично подойдут идеи, позаимствованные у природы.

Спилы из дерева небольшой толщины можно применить с целью создания красивых подставок под горячее. Чтобы подставки были практичные в использовании и долгое время не теряли первозданный вид, целесообразно отшлифовать деревянную поверхность, покрыть акриловым лаком. Подставки под чайник можно сделать из широкого в диаметре спила либо с помощью клеевого пистолета соединить по кругу несколько небольших деревянных элементов. Придать особенные черты подставкам под горячее из дерева просто, если овладеть азами техники пирографии (выжигания). Актуально украшать поделки с деревянной основой флористическими мотивами – узорами в виде цветов, вьющихся растений, птиц, животных, фруктов, овощей. Отличная альтернатива деревянным заготовкам – пробки из винных бутылок, которые легко превратить в подставку под горячее желаемого диаметра с помощью акрилового клея.


Для интерьера кухни в стиле рустик изготовьте подставку под посуду из спила дерева

Можно с помощью такого приема оформить стенку над бар-стойкой

Доски из массива сосны, ореха, липы отлично подойдут для украшения кухни своими руками. Из этого природного материала даже начинающий мастер сможет изготовить оригинальный поднос: подготовьте несколько досок, гвозди, мебельные ручки характерного дизайна. Три отреза доски, длина которых может варьироваться в пределах 30-50 см, необходимо соединить сверху набитыми деревянными элементами меньшей длины. С целью удобства переноса подноса с двух сторон прикрепите мебельные ручки.


Очень просто изготовить красивый поднос из хорошо обработанных досок

Самобытные поделки для кухни своими руками и идеи декора помогут не только удобно транспортировать посуду, но и отлично украсят кухонные апартаменты. Деревянный поднос эффектно будет смотреться в тандеме со старинным чайным сервизом из фарфора, баночками для специй, оплетенными лозой. Красивая композиция отлично подойдет для оформления полочек открытого типа, буфета. Несколько подносов, симметричных по форме, можно задействовать при создании настенного кашпо. Для соединения деталей многоярусной композиции идеально подойдет бечевка.


Если вы умеете обращаться с деревом, то сделайте декоративный набор кухонной утвари

Фото декора кухни

Принципы работы пеленгатора

Как вы можете видеть на блок-схеме простого пеленгатора, тремя основными узлами пеленгатора являются направленная антенна, радиоприемник и индикатор.

Антенны. Две простые антенны, которые квалифицируются как направленные антенны, — это рамочная антенна и U-образная антенна. Такие антенны имеют диаграмму направленности, имеющую форму восьмерки, как вы можете видеть на иллюстрации выше.

Когда радиоволна падает под прямым углом к ​​плоскости двух вертикальных плеч направленной антенны, она достигает каждого плеча в один и тот же момент.Напряжения, индуцируемые в

двух плечах, равны, но противоположны по фазе. Они отменяют.

Когда волна достигает той же плоскости, что и вертикальные плечи, напряжение, индуцируемое в ближнем плече, не совпадает по фазе с напряжением, индуцируемым в дальнем плече. Происходит только частичная компенсация, а общее напряжение максимальное. Однако, как показано на рисунке 8, могут быть нули (полное аннулирование) в двух направлениях и максимумы (наименьшая степень аннулирования) в двух направлениях.Таким образом, отклик одной рамочной или U-образной антенны показывает линию движения радиоволны, но не различает два возможных направления прихода. Нуль указывает только на то, что передатчик находится в одном из двух противоположных направлений. Чтобы получить ответ, который покажет истинное направление, ответ направленной антенны должен быть объединен с откликом ненаправленной (чувствительной) антенны. Несимметричная вертикальная антенна соответствует требованиям к ненаправленной антенне. Вы можете увидеть комбинированный шаблон ответа на прилагаемой иллюстрации на странице 150.Это фигура в сплошном контуре. Его форма кардиоидная (в форме сердца), и он представляет собой результирующую направленного и ненаправленного отклика, показанного пунктирным контуром.

Два лепестка направленного отклика (рисунок 8) имеют противоположную полярность. Однако ненаправленный отклик имеет одинаковую полярность во всех направлениях. Это означает, что в сочетании ненаправленный отклик гасит один лепесток восьмерки и увеличивает амплитуду другого. Результирующий кардиоидный шаблон имеет только один ноль.Таким образом, ноль кардиоидной диаграммы может указывать только на одно направление. При пеленгации вместо максимума используется ноль, так как он обеспечивает более точные пеленги, чем максимум.

Обратите внимание, что нулевое значение кардиоидного рисунка удалено на 90° в направлении от двух нулевых значений диаграммы в виде восьмерки. Эту разницу в 90° необходимо учитывать при калибровке индикатора. Операция, обеспечивающая кардиоидную диаграмму, показывающую истинное направление, называется операцией считывания. Операция по получению изображения в виде восьмерки, показывающей плоскость движения радиоволны, называется операцией пеленга.

Ресивер. Приемник, используемый в пеленгаторе, усиливает и обнаруживает изменяющийся отклик антенной системы и делает его доступным для индикатора. Приемник пеленгатора обычно представляет собой высокоселективный супергетеродин.

Индикаторы. Ответ, подаваемый приемником, может использоваться как для визуального, так и для слухового

360° 36QO

A СПОСОБ ПОДШИПНИКА B СПОСОБ ЧУВСТВ

Индикация диаграммы направленности электронно-лучевой трубки. Для визуальной индикации обычно используют стрелку на шкале, отградуированной в градусах.На шкале север (либо магнитный, либо истинный) является точкой отсчета. Для звуковой индикации приемник подает гетеродинный звуковой тональный сигнал с нулевым биением, указывающим на звуковой нуль (минимум или отсутствие звука).

Наиболее удовлетворительным визуальным индикатором является использование электронно-лучевой трубки. Лицевая сторона трубы откалибрована в градусах относительно севера. Обратите внимание на два примера шаблонов электронно-лучевого индикатора на стр. 151. Индикаторный шаблон в точке A имеет форму пропеллера, кончики пропеллеров указывают направление.Поскольку кончики указывают в противоположных направлениях, рисунок не указывает на истинный пеленг. Для истинного подшипника используется схема B. Эта диаграмма является электронно-лучевым эквивалентом кардиоидной диаграммы, используемой для отображения истинного пеленга.

Продолжить чтение здесь: Функциональный анализ типового пеленгатора

Была ли эта статья полезной?

Введение в радиопеленгацию

Юджин Бота и Калинка Фол

Люди выполняют аудиопеленгацию с замечательной точностью менее двух градусов.Вскоре после разработки радиопередатчиков и приемников радиопеленгация (RDF или просто DF) развивалась во многом по тем же причинам, что и радиопеленгация человека: во-первых, для определения местоположения возможных угроз и, во-вторых, для пространственной осведомленности.

Радиопеленгация используется в нескольких приложениях:

  • Военные: такие как направление угрозы, местоположение и движение вражеских передатчиков и направление вражеских глушителей.
  • Поисково-спасательная служба: расположение радиомаяков поисково-спасательных.
  • Наука: отслеживание животных в их среде обитания.
  • Радиомониторинг: местонахождение источников помех и незаконных передатчиков
Терминология и сокращения

RF: Радиочастота

DF: Пеленгация

RDF: радиопеленгация

AOA: угол прихода

 

Пеленгационные системы с одним приемником
Техника направленной антенны

Простейшая радиопеленгаторная система состоит из направленной антенны и одного приемника.Антенна направлена ​​в разные стороны, а приемник показывает уровень принимаемого сигнала. Только величина сигнала используется для определения направления передатчика.

Точность этого метода зависит от ширины диаграммы направленности антенны. Узкий луч повысит точность, но увеличит время, затрачиваемое на сканирование во всех возможных направлениях. Если луч слишком узкий, цель может быть даже пропущена, особенно с прерывистыми источниками передачи.Широкий луч снижает точность пеленга.

Ученые используют портативные устройства RDF, чтобы отслеживать и точно определять местонахождение диких животных, когда известно их общее местонахождение. Радиомаяки можно сделать очень маленькими и потребляющими очень мало энергии. Это идеально подходит для длительного отслеживания даже очень мелких животных. Относительная мощность сигнала используется для определения направления радиомаяка, а абсолютная мощность сигнала показывает некоторое расстояние до радиомаяка.

В военных приложениях этот RDF называется вращающейся системой пеленгации и обычно используется для широкополосной высокочастотной пеленгации.Эти системы полностью моторизованы и используют информацию о диаграмме направленности антенны для повышения точности.

Преимущество систем RDF с одним приемником заключается в их экономичности, компактности и низком энергопотреблении.

На изображении ниже показаны широкий и узкий луч, сканирующие сигналы, передаваемые целью. Уровень принимаемого сигнала обоих лучей можно увидеть слева. Обратите внимание, как уровни сигнала увеличиваются по мере приближения лучей к направлению цели.

Доплеровский и псевдодоплеровский методы

В доплеровской системе пеленгации используется один приемник, подключенный к всенаправленной антенне, которая физически вращается по окружности. Когда антенна движется к источнику радиосигнала, доплеровский сдвиг увеличивает частоту приема, а частота приема уменьшается по мере удаления антенны от источника. Изменение частоты (полученное с помощью FM-демодуляции) используется для определения направления источника радиосигнала.

Современный подход заключается в последовательном отборе проб каждой антенны в круговой решетке антенн, что устраняет необходимость в каких-либо движущихся частях. Это называется псевдодоплеровским DF.

Изображение в левой части рисунка ниже показывает круговую траекторию доплеровской пеленгационной антенны. Принятый сигнал падает справа.

Принимаемая частота в различных положениях по траектории антенны показана на правом изображении рисунка. Когда антенна удаляется от падающего сигнала, частота увеличивается (красный график), а когда антенна движется к падающему сигналу, частота увеличивается (синий график).Черная кривая показывает полученную частотную характеристику в месте, обозначенном черным кружком на диаграмме антенны.

 

Две приемные системы
Моноимпульсный метод

В методе моноимпульсного или суммарно-разностного RDF используются две антенны. Антенны подключены к четырехпортовому сумматору 180° Hybrid, который генерирует суммарный и разностный сигналы. Такие суммарные и разностные диаграммы формируются с помощью близко расположенных перекрывающихся диаграмм направленности в направлении направления.Эти сигналы образуют суммарную и разностную диаграммы направленности. Соотношение суммы и разности сигналов и знание схемы суммы и разности используются для определения направления передатчика. Информация о фазе используется для определения того, на какой стороне схемы суммирования находится передатчик. Преимущество этой системы заключается в ее способности определять направление передатчика после приема одного импульса. Такой импульс может составлять всего несколько микросекунд. Сообщается о точности 10 метров на расстоянии 100 км.

 

 

Интерферометр

Относительная разница в фазе сигнала, принимаемого двумя всенаправленными антеннами, разнесенными на заданное расстояние, может использоваться для определения направления или угла прихода РЧ-сигнала. Во всенаправленном случае интерферометр не может определить, поступает ли сигнал спереди или сзади антенн.

По мере увеличения частоты (или увеличения электрического разноса) появляются неоднозначности по мере того, как разность фаз свертывается.Если антенны расположены слишком близко (электрическое расстояние очень мало), то результирующая разность фаз будет очень маленькой, и система не сможет определить угол атаки. Таким образом, используемый частотный диапазон определяется расстоянием между антеннами и коэффициентом шума приемников.

На изображении ниже показаны две всенаправленные антенны, вокруг которых циркулирует падающий сигнал. Относительная фаза падающего сигнала между двумя антеннами показана на изображении справа.Эта разность фаз используется для определения направления падающего сигнала.

 

Антенна Адкока, метод Уотсона-Ватта

В антенне Adcock используются две перекрещенные рамочные антенны. Азимут радиочастотного сигнала определяется с использованием уровня сигналов, принимаемых каждой антенной. Метод обработки информации из массива Adcock называется методом Watson-Watt. Это самый известный метод радиопеленгации.

В более общем случае четыре близко расположенные всенаправленные антенны, расположенные в квадрате, могут использоваться для формирования массива Адкока.Противоположные антенны объединяются с помощью объединителя на 180° для формирования диаграммы направленности в виде восьмерки, что создает уникальный набор величин для любого направления пеленга. Антенна Ватсона-Ватта не может определить, идет ли сигнал спереди или сзади, без использования третьей всенаправленной антенны для устранения неоднозначности на 180°.

На рисунке ниже показана типичная диаграмма направленности массива Adcock. Принятый сигнал вращается вокруг массива. Относительная амплитуда сигнала, принимаемого двумя скрещенными рамочными антеннами (или комбинированными всенаправленными антеннами), показана справа.Знаки + и – вверху указывают относительную фазу двух скрещенных петель по отношению к омни. Именно эта относительная фаза разрешает двусмысленность.

Системы приемников N – корреляционный RDF

Благодаря технологическим улучшениям в приемниках и цифровых процессорах вся информация, создаваемая несколькими антенными элементами, может использоваться для повышения производительности систем RDF. Как правило, пеленг вычисляется с использованием разности фаз сигналов, принимаемых различными антеннами в корреляционной решетке.Корреляционный алгоритм сравнивает разность фаз входящих РЧ-сигналов на каждой антенне с набором калибровочных фаз, хранящихся в процессоре, для определения наиболее вероятного угла атаки. Функция коррекции сопоставляет относительные фазы (и величины для некоторых корреляторов) принятых сигналов с таблицей корреляции по всем возможным углам; максимум корреляционной функции указывает на АОА. Информация о калибровке может быть получена путем расчета или измерения антенны.

Наиболее распространенная реализация корреляционной решетки состоит в том, чтобы иметь несколько всенаправленных антенн (обычно от четырех до девяти антенн) в круговой диаграмме направленности. В этой конфигурации различия в фазе входящего радиочастотного сигнала на каждом элементе используются корреляционным алгоритмом для определения угла атаки.

Передовые системы могут использовать как амплитуду, так и фазу произвольного количества антенн, произвольно расположенных для определения угла атаки в 3D, а не только в горизонтальной плоскости.Пространственное расположение антенн в решетке имеет решающее значение для достижения хороших характеристик без внесения неоднозначностей. Данные 3D-калибровки (не только по азимуту, но и по углу места) с элементами, расположенными в пространстве в нетипичной конфигурации, используются для определения угла атаки в 3D. Во многих практических приложениях диаграммы направленности антенн не будут всенаправленными, умные алгоритмы могут включать информацию об амплитуде для улучшения характеристик RDF.

Даже антенну Адкока можно охарактеризовать и использовать в сочетании с коррелятивной оценкой для повышения эффективности метода Уотсона-Ватта.

 

Производительность RDF

Двумя критическими показателями производительности систем пеленгации являются точность и чувствительность.

Точность — это мера того, насколько точно можно определить направление азимута. Точность системы пеленгации зависит от процессора пеленгации, конкретной конструкции, качества используемых антенных элементов и условий установки антенны.

Чувствительность — это мера того, насколько хорошо система пеленгации будет работать в присутствии слабого сигнала при заданном уровне шума.Чувствительность зависит от шума приемника, потерь в антенне и даже от топологии элементов антенны в решетке.

Обсуждение этих показателей эффективности станет темой следующего блога.

Пеленгация с использованием множественных суммирующих и разностных диаграмм в четырехмерных антенных решетках

Традиционные моноимпульсные системы, используемые для пеленгации, обычно сталкиваются с противоречием между высокой угловой точностью и широким углом поиска, и необходимо найти компромисс.В этой статье метод временной модуляции в четырехмерной (4D) антенной решетке вводится в обычный моноимпульс сравнения фаз для формирования новой системы пеленгации, в которой реализованы как высокое угловое разрешение, так и широкое поле зрения. . Полная 4D-решетка делится на две подрешетки, и алгоритм дифференциальной эволюции (DE) используется для оптимизации временной последовательности каждой подрешетки для генерации нескольких лучей на центральной частоте и нижних боковых полосах. Затем несколько лучей двух подрешеток сравниваются по фазе друг с другом, и формируются несколько пар суммарно-разностных лучей на разных боковых полосах и указывают на разные пространственные углы.Предлагаемая система пеленгации охватывает большое поле зрения до ±60° и одновременно сохраняет преимущества моноимпульсных систем, такие как высокая угловая точность и низкая вычислительная сложность. Теоретический анализ и экспериментальные результаты подтверждают эффективность предложенной системы.

1. Введение

Моноимпульсные системы, которые были разработаны на основе последовательных лепестков, способны устранять ошибки, вызванные флуктуациями амплитуд эхосигналов от целей, и увеличивать скорость передачи данных, поскольку информация об угле может быть получена из одиночного импульса [1] .Моноимпульс имеет большие преимущества, такие как очень высокая угловая точность и очень низкая вычислительная сложность, и используется во многих приложениях, таких как управление воздушным движением, слежение за ракетами и космические антенны. Классическим и простым типом моноимпульса является моноимпульс сравнения фаз, который использует измеренную разность фаз выходных сигналов двух антенн для определения целевого пеленга. Неотъемлемой проблемой такой моноимпульсной системы является то, что результирующая информация об угле может быть неоднозначной, когда расстояние между двумя антеннами или решетками превышает половину длины волны, что часто имеет место при высокоточных измерениях [2, 3].Одним из распространенных способов решения этой проблемы неоднозначности является использование разнесенной длины базовой линии [3, 4], что означает выполнение другого измерения с другим разносом антенн (и, следовательно, другой неоднозначностью) и объединение двух неоднозначных измерений в одно однозначное измерение. Другие методы разрешения неоднозначности включают использование нескольких частот, вращение базовой линии или частотную модуляцию и т.д. Однако эти методы либо требуют дополнительного антенного элемента, электроники приемника и дополнительного места для установки, либо требуют повышенной сложности или времени вычислений.

По сравнению с вышеупомянутыми методами четырехмерная (4D) антенная решетка обеспечивает еще один метод устранения множественных неоднозначностей. Антенная решетка 4D использует время в качестве четвертого параметра конструкции, чтобы смягчить строгие требования к традиционным антенным решеткам, работающим в трехмерном пространстве, что реализуется путем временной модуляции антенных решеток с помощью высокоскоростных радиочастотных переключателей. С момента ее появления в 1959 году [5] многие исследователи уделяли большое внимание этой новой технологии, особенно в последнее десятилетие [6–19].В результате временной модуляции в массивах 4D боковые полосы генерируются с частотой, кратной частоте временной модуляции. Эти боковые сигналы могут быть либо подавлены, либо усилены за счет оптимизации временных последовательностей возбуждения [7–13]. В [14] специально использовались боковые полосы и двухэлементная 4D-решетка настраивалась для работы в качестве пеленгационной системы, в которой суммарная диаграмма формировалась на центральной частоте, а разностная диаграмма — на первой боковой полосе. Затем в [15] был проведен соответствующий эксперимент, и результаты измерений подтвердили теоретический анализ.Некоторые моноимпульсные системы на основе четырехмерных решеток были концептуально спроектированы и численно проверены [16–19]. Однако в этих работах не рассматривалось противоречие между точной оценкой угла и большим полем зрения. В [20] метод временной модуляции в четырехмерных решетках был впервые предложен как метод разрешения неоднозначностей, существующих в моноимпульсных системах фазового сравнения. Однако никаких экспериментов для проверки идеи не проводится, и блоки обработки сигналов не рассматриваются.

В этой статье представлен новый моноимпульс фазового сравнения на основе четырехмерной антенной решетки. Боковые полосы четырехмерной антенной решетки улучшены и используются не только для создания нескольких лучей, но и для устранения многочисленных неоднозначностей. Предлагаемая методика позволяет реализовать однозначную высокоточную пеленгацию в большом поле зрения более ±60°. Эта статья организована следующим образом. В разделе 2 представлены обычный моноимпульс фазового сравнения и четырехмерные решетки.В разделе 3 представлена ​​новая моноимпульсная система, основанная на 4D-матрице, и проанализирован принцип ее работы. В разделе 4 построена экспериментальная система, состоящая из четырехмерных массивов, и подробно представлены экспериментальные результаты и соответствующие этапы обработки сигналов. В заключение делаются некоторые выводы.

2. Теоретические основы
2.1. Обычная моноимпульсная система сравнения фаз

Существует два типа моноимпульсных систем, а именно моноимпульсная система сравнения амплитуд и моноимпульсная система сравнения фаз.Моноимпульс фазового сравнения определяется с точки зрения приема лучей с разными фазовыми центрами [1] и принят в качестве типа моноимпульса в этой статье.

Как показано на рис. 1, модель решетки с 8 изотропными элементами используется для демонстрации основных принципов моноимпульса фазового сравнения. Полный массив разбит на два подмассива. Когда плоская волна падает на решетку под углом, измеренным от широкой стороны, принятые сигналы или напряжения двух подрешеток можно записать как где — напряжение принятого сигнала отдельного элемента, — пространство элемента, — расстояние подрешетки и относится к волновому числу в свободном пространстве на рабочей частоте.Видно, что принятые сигналы двух подрешеток имеют одинаковую амплитуду, и единственное различие заключается в фазовой характеристике. Разность фаз двух сигналов относительно центра массива равна , что напрямую связано с направлением приходящей волны.


Сумма и разность двух полученных сигналов задаются как:

Отношение суммы разностей между двумя принятыми сигналами определяется как Уравнение (3) является основным уравнением пеленгации, которое связывает отношение разностной суммы с углом пеленга с расстоянием между двумя подрешетками в качестве параметра.Соотношение между тремя параметрами , , и представлено на рисунке 2. Как видно из рисунков 2(a)–2(d), разрешение неоднозначности требуется до тех пор, пока расстояние между подрешетками превышает половину длины волны. На самом деле, поскольку функции тангенса и синуса являются периодическими функциями, любая, удовлетворяющая условию является правильным решением для (3).

По мере увеличения расстояния между подмассивами наклон отношения разности к сумме становится круче и образуется больше нулей и полюсов.Для примера (показанного на рис. 2(d)) наклон является самым крутым из четырех случаев (что означает наивысшую точность измерения), имеет три нуля (°, 0° и 30°) и четыре полюса (° , −14°, 14° и 48°). Для любого конкретного значения ему соответствуют четыре неоднозначных пеленга. Если диапазон поиска угла находится внутри поля от −14° до 14°, то легко определить угол, так как он монотонен внутри этого небольшого поля. Однако это становится затруднительным, когда диапазон поиска выходит за пределы поля, из-за проблемы неоднозначности.

2.2. Четырехмерные антенные решетки

В отличие от обычных антенных решеток, работающих в трехмерном (трехмерном) пространстве, четырехмерные антенные решетки формируются путем введения в конструкцию решетки четвертого измерения, времени, что может быть реализовано путем временной модуляции обычных решеток с помощью радиочастотных переключателей. . На рисунке 3 показана базовая топология 8-элементной четырехмерной антенной решетки в режиме приема. Четырехмерная линейка состоит из 8 изотропных элементов с одинаковым пространством элементов. Принятый сигнал каждого элемента антенны модулируется по времени с помощью высокоскоростного радиочастотного переключателя, а затем суммируется для формирования выходного сигнала.Переключатель RF управляется печатной платой, запрограммированной на определенные временные последовательности. По сравнению с обычными решетками радиочастотные переключатели имеют эффект взвешивания по амплитуде и фазе за счет управления состоянием включения-выключения каждого элемента антенны [21].


Для плоской волны с частотой и углом падения относительно широкой стороны массива коэффициент массива четырехмерного массива может быть задан как где представляет собой периодическое «включено-выключено» состояние th-го элемента с периодом времени .Для разных схем временной модуляции имеет разные формы выражения. В данной работе принята схема временной модуляции смещения импульсов, предложенная в [22]. Соответственно, дается где и – нормированные момент включения и длительность включения для th-го элемента соответственно.

Уравнение (5) отличается от коэффициента массива (1) обычного массива на коэффициент времени . Поскольку периодическая функция с периодом модуляции по времени может быть разложена в ряд Фурье, заданный формулой [22] где представляет комплексное взвешивание возбуждения для th-го элемента на th-й боковой полосе и является частотой временной модуляции.С учетом (5) и (7) (4) можно переписать в виде и его можно рассматривать как суперпозицию нескольких шаблонов на нескольких частотах, разделенных частотой временной модуляции, и он аналогичен коэффициентам массива обычных массивов.

3. Моноимпульс на основе 4D антенной решетки
3.1. Базовая теория

Теоретически противоречие между точностью измерения угла и большим полем зрения существует в любых моноимпульсах фазового сравнения. Для решения этой проблемы моноимпульсный метод сочетается с четырехмерными антенными решетками.Четырехмерные антенные решетки использовались для генерации нескольких лучей [12, 23], и, что более важно, эти лучи формируются на разных боковых полосах и направлены в разные направления. Вдохновленный этой уникальной особенностью 4D-матриц, новый моноимпульс фазового сравнения на основе 4D-матрицы представлен, как показано на рисунке 4. 8-элементные 4D-матрицы разделены на две 4-элементные подрешетки, которые разделены определенным расстояние (должно быть). Два подмассива возбуждаются одинаковыми временными последовательностями, что означает, что временная последовательность возбуждения элемента () такая же, как и у элемента .Таким образом, диаграммы мощности, генерируемые двумя подрешетками, будут одинаковыми, за исключением разности фаз, а принятые сигналы двух подрешеток после суммирования и вычитания друг с другом будут давать такое же отношение разности-суммы, как показано на рисунке. на рисунке 2 (г). Чтобы максимизировать отношение сигнал-шум (SNR) принятого сигнала, между элементами антенны и радиочастотными переключателями можно установить набор полосовых фильтров для фильтрации шумов за пределами центральной полосы.


Основной принцип предлагаемой моноимпульсной системы можно сформулировать следующим образом.Во-первых, большое поле зрения разделено на несколько секторов. Во-вторых, несколько лучей, генерируемых массивом 4D, используются для покрытия этих угловых секторов, с одним лучом на один угловой сектор. В-третьих, полученные сигналы двух идентичных 4D-решеток сравниваются по фазе и формируются множественные суммы-разности с одной суммой-разностью для одного сектора. Эти множественные диаграммы суммарной разности формируются на разных боковых полосах с разными осями прицеливания и покрывают поле зрения в целом.

Подобно обычному моноимпульсу фазового сравнения, отношение суммы разностей 8-элементной 4D-матрицы на th боковой полосе может быть выражено как где обозначает амплитуду разностного сигнала в й боковой полосе, обозначает амплитуду суммарного сигнала в й боковой полосе и представляет собой взвешивание эквивалентного комплексного возбуждения для го элемента в й боковой полосе, рассчитанное по (8). Как видно, отношение разностной суммы четырехмерного массива такое же, как и у обычного массива, независимо от порядка боковой полосы, как показано на рисунке 5.


В отличие от обычного моноимпульса фазового сравнения, поле измерения угла для 4D матрицы разделено на несколько секторов, и каждый сектор покрыт парой суммарно-разностных лучей. Как показано на рисунке 5, информация об угловом азимуте может быть получена безошибочно.

3.2. Синтез множественного шаблона суммы-разности

Чтобы направить несколько лучей в направлении нулевой и полюсной точек, показанных на рис. 5, алгоритм DE используется для оптимизации временной последовательности каждого подмассива.Функция стоимости алгоритма DE задается как где верхний индекс обозначает номер боковой полосы; и — расчетный и желаемый максимальный уровень боковой полосы; и – расчетное и предопределенное направление луча; BW — расчетная ширина луча и предопределенная ширина луча для обеспечения уровня пересечения луча −3 дБ; и , , и являются соответствующими весовыми коэффициентами для каждого термина. Оптимизированная временная последовательность показана на рисунке 6, а результирующие диаграммы мощности двух подмассивов показаны на рисунке 7.Обратите внимание, что на рисунке 7 диаграммы мощности двух подрешеток одинаковы, а их фазовые диаграммы отличаются на разность фаз .



Путем суммирования и вычитания шаблонов, сгенерированных двумя подмассивами, друг с другом получается несколько шаблонов сумма-разность, как показано на рисунке 8. Как и ожидалось, семь пар шаблонов сумма-разность формируются в направлении углов °, −30°, −14°, 0°, 14°, 30° и 48°, при этом каждый шаблон суммарной разности покрывает сектор общего поля зрения, а общее поле зрения составляет увеличен до ±60°.

3.3. Метод пеленгации

Предположим, что сигнал попадает на массив 4D. Сигнал будет получен двумя подмассивами. Спектры двух полученных сигналов могут быть вычислены с использованием алгоритма быстрого преобразования Фурье (БПФ), а затем изучены их спектральные характеристики. Боковая полоса с максимальным откликом обеспечивает грубую оценку направления сигнала. Затем суммируйте и вычтите два принятых сигнала друг с другом и вычислите спектры суммарного и разностного сигналов.Сравнивая амплитуду разностного сигнала с амплитудой суммарного сигнала, можно получить отношение разности к сумме, и, таким образом, можно легко определить направление сигнала. Подробный пример пеленгации будет представлен в следующей части.

4. Экспериментальная установка и результаты
4.1. Экспериментальная установка

Для проверки представленной выше теории в безэховой камере проводится эксперимент. Блок-схема экспериментальной установки показана на рисунке 9.Рупор, работающий на частоте 2,6 ГГц, используется в качестве передающей антенны и удерживается в фиксированном положении. Четырехмерная решетка, состоящая из 8-элементного печатного диполя и фидерной сети, используется в качестве приемной антенны и размещается на вращающейся платформе. Питающая сеть включает в себя 8 переключателей SPST, два объединителя и плату CPLD, которая управляет включением и выключением переключателей. Временная последовательность, показанная на рис. 6, запрограммирована на плате CPLD, которая используется для генерации импульсного сигнала повторения для управления переключателями.Частота временной модуляции устанавливается равной  кГц.


Две антенны разнесены на расстояние 14 м, чтобы обеспечить выполнение условий тестирования в дальней зоне. Синусоидальный сигнал частотой 2,6 ГГц направляется на рупорную антенну и передается. Сигнал принимается элементами, модулируется по времени радиочастотными переключателями, а затем суммируется в два канала двумя сумматорами. Сигналы двух каналов дискретизируются цифровым осциллографом синхронно. Осциллограф работает с частотой дискретизации 20 Гвыб/с, что в 7 раз выше максимальной частоты передаваемого сигнала и удовлетворяет теореме дискретизации.Можно сохранить десять периодов полученных сигналов. Сохраненные сигналы затем экспортируются на персональный компьютер (ПК) и впоследствии подвергаются постобработке в Matlab.

4.2. Калибровка коэффициента разностной суммы

В теоретическом анализе в частях II и III используются схемы изотропных элементов, и схемы двух подрешеток одинаковы, за исключением разности фаз. В эксперименте эффекты взаимной связи, плоскость заземления и ошибки сборки влияют на шаблоны массивов, и шаблоны двух подмассивов больше не совпадают.

Для точного измерения углов диаграммы активных элементов дипольной решетки сначала измеряются без временной модуляции. Диаграмма активного элемента представляет собой диаграмму направленности элемента при его расположении в решетке с идеально согласованными другими элементами [24] с учетом эффекта взаимной связи между элементами решетки. Измеряется диаграмма направленности активного элемента в плоскости H для азимутального угла от −90° до 90° каждого элемента, а диаграммы направленности элемента с номерами 1–4 показаны на рисунке 10.Как видно, эти шаблоны различаются из-за эффекта взаимной связи, заземляющего слоя и так далее.

На основе измеренных диаграмм активных элементов можно откалибровать и рассчитать диаграмму суммарной разности для каждой боковой полосы. где и обозначают диаграмму суммы и разности в th боковой полосе и обозначают диаграмму активного элемента th элемента, которая показана на рисунке 10. При расчете учитываются как амплитудная, так и фазовая информация. На рис. 11 показана калиброванная картина суммарной разности при , +1, +2 и +3 боковой полосе.По сравнению с диаграммами на рисунке 8, где используются изотропные диаграммы, откалиброванные множественные лучи 7 пар диаграмм суммарной разности по-прежнему указывают в направлениях °, −30°, −14°, 0°, 14°, 30°. ° и 48°, но узоры меняются более или менее.

Отношение разностной суммы можно также откалибровать, сравнивая амплитуду разностного паттерна с амплитудой суммарного паттерна, определяемую выражением

На рис. 12 показана калибровка для различных сигналов боковой полосы. Как видно, разные боковые полосы уже не одинаковы.Для сигнала, поступающего с разных направлений, можно использовать соответствующий . Например, для сигнала, идущего от 30°, следует использовать, поскольку сигнал находится в ширине луча суммарного луча на +2-й боковой полосе (от 24° до 42°).

4.3. Определение направления сигналов

Поскольку рупор в качестве передающей антенны находится в фиксированном положении, массив 4D поворачивается каждые 5° от −65° до 65°, чтобы имитировать ситуацию, когда сигнал исходит из пространственного угла. Чтобы извлечь информацию об азимуте переданного сигнала, экспортированные сигналы обрабатываются следующим образом, как показано на рисунке 13.


Сначала полученные сигналы подрешетки 1 или подрешетки 2 анализируются по спектру с использованием алгоритма БПФ. Боковая полоса с максимальным откликом указывает сектор поля зрения, из которого исходит сигнал, и обеспечивает грубую оценку направления прихода. Номер боковой полосы, имеющей максимальную амплитудную характеристику, обозначается как . Во-вторых, полученные сигналы подрешетки 1 и подрешетки 2 суммируются и вычитаются друг с другом. Результирующие суммарные и разностные сигналы также анализируются по спектру с использованием алгоритма БПФ.Величина th боковой полосы разностного сигнала сравнивается с величиной суммарного сигнала и получается отношение разности к сумме. Наконец, угол азимута можно точно определить из полученного отношения разности-суммы в соответствии с диаграммами суммарной разности для th боковой полосы, показанной на рисунке 12.

В качестве примера возьмем случай, когда передатчик находится в направлении 30°. Формы сигналов двух принятых сигналов подрешетки 1 и подрешетки 2 показаны на рисунке 14(a), а их соответствующие спектры показаны на рисунке 14(b).На рисунке 14(b) максимальная амплитудная характеристика проявляется в +2-й боковой полосе, что указывает на то, что волна исходит из сектора вокруг °, и в качестве эталона следует выбрать отношение разностной суммы. Суммируя и вычитая полученные сигналы подрешетки 1 и подрешетки 2, получают формы сигналов суммы и разности, как показано на рисунке 15(а). С помощью БПФ получаются соответствующие спектры суммарного и разностного сигналов, которые показаны на рисунке 15(b). Сравнивая амплитуду +2-й боковой полосы разностного сигнала с амплитудой +2-й боковой полосы суммарного сигнала, находят, что отношение равно +0.137. Если посмотреть на отношение суммы разностей, показанное на рисунке 12, то отношение +0,137 соответствует волне, идущей с направления °; таким образом, погрешность измерения составляет 0,5°.

Погрешность измерения пространственного поля ±65° показана на рисунке 16. Для волны, идущей с направления от −60° до 60°, погрешность измерения составляет менее 2°. Ошибка вызвана, главным образом, фазовым дисбалансом в двух каналах, а также связана с SNR принятого сигнала. Поскольку набор подходящих BPF отсутствует и не используется в эксперименте, отношения сигнал/шум принимаемых сигналов недостаточно высоки, особенно для сигналов с краев поля зрения.Отношение сигнал/шум принимаемого сигнала уменьшается с увеличением . Чем ниже SNR, тем больше будет ошибка измерения. Для обеспечения более высокой точности оценки также необходимы более тщательные калибровки.


5. Выводы и обсуждение

В этой статье показана четырехмерная антенная решетка для пеленгации в широком поле зрения. Техника временной модуляции в четырехмерных решетках используется для генерации нескольких лучей на разных боковых полосах, а моноимпульс сравнения фаз используется для генерации шаблонов сумма-разность.В результате на разных боковых полосах формируются несколько пар шаблонов сумма-разность с разными направлениями наведения. По результатам теоретического анализа производится настройка экспериментальной системы и калибровка алгоритма измерения углов с учетом схем активных элементов. Экспериментальные результаты показывают, что эта новая моноимпульсная система обеспечивает однозначную пеленгацию в пространственном поле зрения ±60° с очень низкой вычислительной сложностью.

Преимущество предлагаемого метода заключается в том, что он может обеспечить пеленгацию в гораздо более широком поле зрения путем добавления набора радиочастотных переключателей к обычному массиву.Однако низкое соотношение сигнал-шум для принимаемых сигналов в 4D-матрицах увеличивает ошибки измерения. Чтобы реализовать отношение сигнал/шум, эквивалентное стандартному массиву, после элементов необходимо добавить набор BPF, чтобы отфильтровать шум за пределами центральной полосы и избежать эффекта наложения спектров, когда полоса пропускания входящего сигнала шире, чем полоса пропускания. частота модуляции. Показатели отношения сигнал-шум для массива 4D будут представлены в будущем.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Благодарности

Эта работа была поддержана Фондом естественных наук Китая (грант № 61125104) и частично Китайским проектом 111 (грант № B07046).

(PDF) Определение направления с использованием множественных суммирующих и разностных диаграмм в четырехмерных антенных решетках

 International Journal of Antennas and Propagation

[] Х. Canadian Journal of Physics, том , № ,

стр.–, .

[]У.Х.Куммер, А.Т.Вильнёв, Т.С.Фонг и Ф.Г.

Terrio, «Сверхнизкие боковые лепестки от решеток с временной модуляцией», IEEE

Transactions on Antennas and Propagation, vol. , стр. –,

.

[] С. Ян, Ю. Б. Ган и А. Цин, «Подавление боковой полосы во времени —

модулированные линейные решетки с помощью алгоритма дифференциальной эволюции»,

IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol., стр.–

, .

[] Ян С., Ган Ю. Б., Цин А. и Тан П. К., «Проектирование единой линейной решетки с амплитудной временной модуляцией

с оптимизированным временем последовательностей

», IEEE Transactions on Antennas and Propagation,

vol. .,№,стр.–,.

[] С. Пал, С. Дас и А. Басак, «Проектирование линейных массивов

с временной модуляцией с многоцелевым оптимизационным подходом», Progress

в исследовании электромагнетизма B, №. , стр. –, .

[] л.Поли, П.Рокка, Л.Маника и А.Масса, «Планарные решетки с временной модуляцией

— анализ и оптимизация боковых излучений», IET Microwaves, Antennas and Propagation, vol. , no.

,стр.–,.

[] Л. Поли, П. Рокка и А. Масса, «Уменьшение бокового излучения

с использованием умножения шаблонов в линейных решетках

с временной модуляцией», IET Microwaves, Antennas and Propagation, vol.

, №. , стр. –, .

[] Л.Поли, П.Рокка, Г.Оливери и А.Масса, «Гармонический луч-

, формирующий линейные решетки с временной модуляцией», IEEE Transactions on

Antennas and Propagation, vol., №,стр.–,.

[] Y. Tong и A. Tennant, «Двухканальная линейная решетка

с временной модуляцией и адаптивным формированием луча», IEEE Transactions on

Antennas and Propagation, vol., no., pp. –,.

[] А. Теннант и Б. Чемберс, «Двухэлементная временная модулированная решетка

со свойствами определения направления», IEEE Antennas and

Wireless Propagation Letters, vol., стр. –,.

[] А. Теннант, «Экспериментальная двухэлементная система обнаружения направлений с временной модуляцией

», IEEE Transactions on Antennas and Propa- ment

, vol. , нет. , стр. –, .

[] J. Fondevila, J. C. Br´

egains, F.Ares, and E.Moreno, “Применение

временной модуляции в синтезе сумм и разностных паттернов с использованием линейных массивы», Микроволновая и оптическая техника

Letters, vol., no.,стр.–,.

[] P. Rocca, L. Manica, L. Poli и A. Massa, «Синтез

компрометированных массивов сумм-разностей посредством временной модуляции»,

IET Radar, Sonar and Navigation, vol., no., pp.–,

.

[] Ю. Чен, С. Ян и З. Ни, «Проектирование новой моноимпульсной антенной системы

с использованием антенных решеток с временной модуляцией»,

International Journal of RF and Microwave Computer-Aided

Машиностроение, вып. , нет., стр. –, .

[] P. Rocca, L. Manica, L. Poli и A. Massa, «Синтез

компрометированных массивов сумм-разностей посредством временной модуляции»,

IET Radar, Sonar and Navigation, vol., no., pp.–,

.

[] X.Huang, S.Yang, G.Li, and Z.Nie, «Новое приложение для

обнаружения шаблона разности направления сигнала с использованием линейных массивов с временной модуляцией

», в Proceedings of the 18-й Международный симпозиум

по интеллектуальной обработке сигналов и связи

Systems (ISPACS ’10), Чэнду, Китай,  декабря.

[] Q. Zhu, S. Yang, R. Yao, M. Huang, and Z. Nie, «Единое время

и исследование в частотной области массивов с временной модуляцией», IEEE

Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol., no.,

стр. –, .

[] Л.Поли, П.Рокка, Л.Маника и А.Масса, «Синтез шаблонов

в линейных массивах с временной модуляцией посредством сдвига импульса», IET

Микроволны, антенны и распространение, том. ,№,стр.–

, .

[] Ю.Тонг и А. Теннант, «Одновременное управление уровнем боковых лепестков

и управление гармоническим лучом в линейных массивах с временной модуляцией»,

Electronics Letters, vol. , нет. , стр. –, .

[] Д. М. Позар, «Шаблон активного элемента», IEEE Transactions on

Antennas and Propagation, vol., no., pp.

Разнообразие шаблонов для узкополосного пеленгования с помощью массивов датчиков

Массивы сенсорных элементов используются в различных приложениях для измерения поля распространения в пределах апертуры.Каждый элемент в массиве характеризуется своей пространственной характеристикой отклика, которая представляет собой функцию, описывающую отклик датчика на точечный источник, поскольку местоположение точечного источника изменяется в интересующей области. Многие классические подходы к проектированию массивов предполагают одинаковые шаблоны для всех элементов массива [1], [2], а другие подходы допускают разные шаблоны от элемента к элементу [3], [4], [5]. Хотя шаблоны отдельных элементов являются важной частью любой математической модели для отклика массива, шаблоны обычно не рассматриваются как «свободные параметры» в конструкции массива .То есть диаграммы обычно считаются фиксированными, и внимание при проектировании решетки направлено на выбор местоположения элементов и, возможно, весового вектора формирования луча для управления боковыми лепестками. Цель этой статьи состоит в том, чтобы представить структуру, которая облегчает явное рассмотрение шаблонов отдельных элементов для проектирования массивов. Мы демонстрируем, что дополнительные степени свободы, предоставляемые шаблонами переменных элементов, обеспечивают возможность повышения производительности.

Мы используем термин «разнообразие шаблонов» для описания любой конструкции массива, в которой явно выбираются отдельные шаблоны датчиков для достижения определенной производительности.В это представление включены массивы, содержащие неидентичные датчики с шаблонами, которые фиксируются во времени, а также массивы, содержащие датчики, шаблоны которых меняются контролируемым образом во времени. Можно возразить, что некоторые из старейших методов пеленгации используют разнообразие шаблонов. Одна вращающаяся параболическая антенна имеет изменяющуюся во времени диаграмму направленности, которая сканирует поле зрения с течением времени. Кроме того, методы моноимпульсной пеленгации используют два шаблона, отклоняемых от направления взгляда, для улучшения разрешения [6].Разнообразие паттернов систематически не изучалось ввиду современных достижений в области обработки массивов, хотя некоторые результаты настоящей статьи были представлены в докладе конференции [7]. Общая модель массива в [8] может быть специализирована для учета разнообразия шаблонов, но разнообразие шаблонов не находится в центре внимания в [8]. Конкретное применение разнесения образов для пеленгации с полностью когерентными источниками содержится в [9].

Следующий вопрос мотивирует наше исследование разнообразия паттернов в этой статье.Рассмотрим антенну, пространственная диаграмма направленности которой управляема каким-либо образом. Например, апертура антенны может содержать материал, диэлектрическая проницаемость которого изменяется электрически, или антенна может представлять собой «подрешетку», образованную из антенн меньшего размера. В решетке, сформированной из этих антенн, диаграммы направленности отдельных антенн могут изменяться независимо. Какие принципы управляют проектированием диаграмм направленности антенн и расположением антенн в решетке?

Основные возможности пеленгации массива датчиков полностью охарактеризованы коллектором массива [10].Многообразие массива — это функция с векторным знаком, которая описывает реакцию массива на точечный источник, когда точечный источник изменяется в интересующей области. Такие атрибуты, как неоднозначность разрешения и направления, присущи коллектору массива, поэтому при проектировании массива критически важно уделить должное внимание коллектору массива. Рассмотрение многообразия массивов не зависит от какого-либо конкретного метода пеленгации и фактически применимо ко всем методам, включая линейные методы, такие как формирование луча, а также нелинейные методы с высоким разрешением.Явный анализ массивного многообразия описан в [11], [12]. Будем рассматривать разнообразие образов с точки зрения его влияния на многообразие массивов. В качестве конкретного приложения мы сформулируем условия, при которых разнообразие шаблонов разрешает неоднозначности в разреженных массивах.

Статья организована следующим образом. В Разделе 2 разработана модель многообразия и шаблонов массива. В Разделе 3 модель применяется для разработки шаблонов датчиков для благоприятного коллектора массива, Раздел 4 содержит примеры, а Раздел 5 содержит заключительные замечания.

EA4FSI-28T1 :: Радиопеленгатор Adcock/Watson-Watt

«В течение некоторого времени было признано, что радист, работающий на станции D/F, должен рассматриваться как специалист, и опыт показал необходимость специальной подготовки тех, кто должен выполнять эту работу».

З.Д. Крук. Справочник D/F для операторов беспроводной связи. 1942.

Este artículo también está disponible en español (эта статья также доступна на испанском языке).

Резюме:

Техническое описание радиопеленгаторных систем типа Adcock/Watson-Watt, основанных на использовании четырех монополей с дополнительным сенсорным монополем во избежание неоднозначности. Эти системы обычно используются в военных условиях (SIGINT), радионавигации и радиопеленгации в чрезвычайных ситуациях в диапазонах СЧ, КВ, ОВЧ и УВЧ. Теоретическое объяснение подкрепляется диаграммами направленности, полученными с помощью 4Nec2, и анализом демодулированных сигналов с использованием программного обеспечения для построения графиков функций.

 

1. Массив Адкока и система Уотсона-Уотта.

2. Расчет угла прихода.

3. Реализация способа.

4. Как решить проблему неоднозначности.

5. Ссылки и библиография.


Во время Второй мировой войны один из наиболее распространенных методов радиопеленгации, использовавшийся на станциях «Y» радиотехнической разведки 1 (SIGINT), был основан на использовании массивов из 4 монополей или диполей, расположенных по ортогональной схеме. 2 .Посредством поворота антенны и комбинирования полученных сигналов соответствующим образом достигается двунаправленная диаграмма направленности, позволяющая определить направление прихода интересующего радиосигнала, особенно через нули диаграммы направленности 3 . Этот метод был запатентован лейтенантом-инженером Фрэнком Адкоком , No.3 Army Wireless Observation Group , в 1919 году 4 . Таким образом, это метод сравнения амплитуд для определения направления прихода радиосигналов (DF, Пеленгация ) 5 .

В массиве Adcock четыре антенны сгруппированы попарно, каждая пара расположена вдоль базовой оси. Предположим, т.е. одна из пар лежит по оси север-юг (Y), а другая лежит по оси восток-запад (X), как показано на рис.1.

 


Рис.1. 4-монопольная матрица Adcock, смоделированная в 4Nec2

 

В 1925-26 годах сэр Роберт Уотсон-Ватт (один из пионеров применения радара в качестве системы раннего предупреждения во время Второй мировой войны) усовершенствовал систему, предложенную Адкоком, за счет использования пятой антенны, чтобы избежать двусмысленностей и с помощью электронно-лучевого осциллографа построить угол прихода 3 , что позволяет использовать антенную решетку в статической конфигурации.

Точность системы радиопеленгации Adcock/Watson-Watt при вычислении углов прихода оценивается примерно в 2-3 градуса 6 . С другой стороны, система не подходит для высокочастотной радиопеленгации (HF/DF) для сигналов NVIS из-за того, что диаграммы направленности используемых монополей или диполей имеют низкое усиление для больших углов взлета 7 .

Чтобы подтвердить объяснение метода радиопеленгации Adcock/Watson-Watt с теоретической точки зрения, я буду использовать несколько симуляций, выполненных с помощью программного обеспечения 4Nec2 .

В примерах цель будет сосредоточена на определении направления прихода (DOA) интересующего радиосигнала, который может находиться в диапазоне от 2 МГц до 10 МГц (СЧ-ВЧ). Будет показан конкретный пример для сигнала 5 МГц.

Для моделирования массива Адкока с 4Nec2 я рассмотрю 1/4 длины волны монополя для рабочей частоты 5 МГц. То есть каждый монополь будет иметь длину 15 метров. Для упрощения анализа часть, касающаяся связи антенн во всем рабочем диапазоне, будет исключена, хотя на самом деле антенны не обязательно должны быть резонансными на частоте интересующего сигнала 8 .

Расстояние между антеннами или линия основания является еще одним важным моментом и должно составлять не более половины длины волны максимальной рабочей частоты 9,10 , в идеале около 1/8 или 1/10 рабочей длины волны 5,7 . Если расстояние превышает половину длины волны, существует риск неоднозначности измерений. Вот почему, если наблюдаемая полоса пропускания высока, может быть целесообразно иметь разные базовые линии для каждого частотного диапазона.

В наших примерах это ограничение составляет 10 МГц при длине волны 30 метров, поэтому мы будем располагать каждую пару антенн на расстоянии 15 метров.


Будет использоваться модель идеального заземления таким образом, чтобы не было необходимости конфигурировать сеть радиалов для имитации плоскости заземления каждого монополя в соответствии с правилами проектирования алгоритма NEC-2.

Ниже вы найдете содержимое файла моделирования. Обратите внимание, что в моделировании 4Nec2 я буду анализировать только одну из пар монополей, а именно пару NS.

 

CM 4-монопольный массив Adcock, оптимизированный для 5 МГц
См от EA4FSI
СМ
СЕ
SY monlen=15 ‘Длина монополя
SY monsep=15 ‘Разделение монополей
GW 1 128 0 monsep/2 0,001 0 monsep/2 monlen 2 мм ‘Северный монополь
GW 2 128 0 -monsep/2 0,001 0 -monsep/2 monlen 2 мм ‘южный монополь
GW 3 128 -monsep/2 0 0,001 -monsep/2 0 monlen 2 мм ‘West Monopole
GW 4 128 монсеп/2 0 0.001 monsep/2 0 monlen 2 мм ‘East Monopole
ГЭ 1
ГН 1
ЕК
EX 0 1 1 0 1 0 0 ‘Генератор на северном монополе
EX 0 2 1 0 -1 1.22e-16 0 ‘Генератор на южном монополе
ФР 0 0 0 0 5 0
ЕН

 

 

После настройки массива с каждой парой антенн, лежащих вдоль осей север-юг и восток-запад, давайте предположим, что мы начинаем получать интересующий сигнал (SOI) , волновой фронт которого достигает массива с неизвестным направлением прихода (DOA ) , который нам нужно определить.

Пусть «Phi» будет углом, образованным направлением распространения волнового фронта интересующего сигнала и осью E-W (ось X в нашей системе отсчета). То есть «Phi» — это DOA, который нам нужно вычислить.

Волновой фронт будет приходить в разные моменты времени на каждую из антенн решетки, поскольку расстояние прохождения разное, как показано на рис. 2. Это означает, что каждая антенна будет принимать интересующий сигнал с некоторым фазовым сдвигом .

 


Рис.2. Прибытие волнового фронта на массив Adcock

 

Чтобы упростить вычисления, мы будем считать начало системы координат фазовой привязкой и сосредоточимся на первом квадранте (монополях N и E). Каждый монополь находится на расстоянии R от начала системы координат.

Согласно схеме, показанной на рис.2, волновой фронт, приходящий к N-монополю, проходит расстояние d1 меньшее, чем расстояние до отсчета фазы, тогда как волновой фронт, приходящий к E-монополю, проходит расстояние d1+d2 меньшее.Зная эти расстояния, мы сможем определить фазовый сдвиг волнового фронта в обоих монополях

Используя тригонометрию, мы можем вычислить расстояние d1+d2 следующим образом [1]:

[1]

Аналогично вычисляем расстояние d1 [2]:

[2]

В связи с тем, что наша решетка симметрична и имеет отсчет фазы в начале координат, в монополе S мы будем иметь такой же фазовый сдвиг, как и в монополе N, но с отрицательным значением.Точно так же в монополе W мы будем иметь такой же фазовый сдвиг, как и в монополе E, с отрицательным значением.

Следовательно, волновой фронт наведёт следующие напряжений в каждом из монополей [3]:

[3]

Будучи m(t) модулированным интересующим сигналом, полученным в массиве, и K волновым числом для рабочей частоты [4]: ​​

[4]

Эта волна будет иметь линейную поляризацию, которая, вероятно, не будет ни вертикальной, ни горизонтальной по отношению к плоскости земли из-за эффектов ионосферного распространения.Из-за того, что монополя нашей решетки расположены вертикально (перпендикулярно плоскости земли), рассматривается только вертикальная поляризационная составляющая падающей волны. Таким образом устраняется горизонтальная поляризационная составляющая, энергия которой может вызывать ошибки в определении угла прихода 3,6,8 .

На данный момент метод, описанный Адкоком для определения DOA, заключается в вычитании сигналов , полученных в монополях каждой пары.Прежде всего рассмотрим вычитание сигналов монополей N и S [5]:

[5]

Теперь мы можем использовать следующее тождество [6]:

[6]

Развитие вычитания [5] происходит следующим образом [7]:

[7]

С другой стороны, мы можем считать, что волновое число K имеет очень низкое значение для частот в нашем рабочем диапазоне, так что в итоге мы можем сделать следующее приближение [8]:

[8]

Теперь рассмотрим вычитание сигналов, полученных на монополях E и W [9]:

[9]

Повторное использование тождества [6] приводит к [10]:

[10]

Таким же образом, учитывая малость волнового числа K, делаем следующее приближение [11]:

[11]

Для определения DOA достаточно вычислить арктангенс частного обоих вычитаний [8, 11] следующим образом [12]:

[12]

 

 

В первых реализациях описанного выше метода использовались электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) типа осциллографа 3,8 .В этом типе ЭЛТ отрисовка сигналов на экране регулируется по горизонтали за счет приложения электрического поля к пластинам, расположенным в правой и левой частях прибора, и по вертикали при помощи другой пары пластин, расположенных над и под экраном. экран.

Сигналы демодулируются в разных приемниках или в одном многоканальном приемнике. Затем на вертикальные пластины подаются демодулированные сигналы с северного и южного монополей, а на горизонтальные – сигналы с восточного и западного монополей, как показано на рис.3.

.

 


Рис.3. Реализация метода с использованием ЭЛТ

 

Таким образом, при обнаружении интересующего сигнала, поступающего на решетку с направлением прихода «Phi», на ЭЛТ будет строиться прямая линия, как показано на рис.4. Если каналы С-Ю и В-З плохо сбалансированы, в вычислении DOA будут ошибки, и на ЭЛТ будет построен эллипс вместо прямой линии.Важно иметь правильную синхронизацию между гетеродинами разных каналов или, что еще лучше, иметь общий гетеродин 8 .

 


Рис.4. DOA, нанесенный на ЭЛТ

 

Зная географическое положение нескольких массивов Adcock, точное положение интересующего передатчика (PF, Определение местоположения ) можно вычислить совместными усилиями нескольких станций, используя триангуляцию .

 

 

Диаграмма направленности , полученная в результате вычитания напряжений, индуцированных в двух монополях, имеет форму восьмерки 3,5,6,8,11 , как показано на рис.5, полученной в результате моделирования с использованием 4Nec2.

Как указывалось ранее, для моделирования диаграммы с 4Nec2 были рассмотрены источник, подключенный к N-монополю, и другой источник, подключенный к S-монополю, с фазовым сдвигом 180 градусов. Таким образом достигается имитация вычитания сигналов.

 

 


Рис.5. Диаграмма направленности пары монополей Адкока

Проблема неоднозначности, как и в предыдущем примере, возникает из-за того, что сигнал поступает на решетку под тем же углом, но из третьего квадранта (с ЮЗ), а не из первого квадранта (с СВ), что может генерировать одинаковые прямая линия в ЭЛТ. Такая же неоднозначность будет существовать между сигналами, поступающими под одним и тем же углом через второй и четвертый квадранты.

Существует несколько методов решения проблемы двусмысленности . Наиболее распространенным из них является добавление пятой антенны, которая будет называться чувствительный монополь , прямо в центральной точке массива Adcock 11 . Сигнал, полученный этой дополнительной антенной, можно использовать для модуляции канала интенсивности ЭЛТ путем построения полупрямой линии, соответствующей квадранту, через который поступает интересующий сигнал. Компоновка массива будет такой, как показано на рис.6.

 


Рис.6. Четырехэлементная решетка Адкока с сенсорной антенной

 

Этот новый сенсорный монополь расположен точно в опорной фазе, используемой в нашем анализе (см. рис.2). Чтобы объяснить, как работает система, мы рассмотрим в качестве примера два следующих представляющих интерес сигнала, поступающих на массив:

1) Синусоидальный сигнал частотой 5 МГц, поступающий через северо-восточный квадрант с DOA = 60° (азимут = 30°).
2) Синусоидальный сигнал частотой 5 МГц, поступающий через ЮЗ квадрант с DOA = 240° (Азимут = 210°).

Имея в обоих случаях длину волны 60 м и волновое число [13]:

[13]

Эти два сигнала будут давать точно такую ​​же прямую линию в ЭЛТ, использующей только систему из четырех монополей, то есть возникнет случай неоднозначности.

Давайте посмотрим, что произойдет при добавлении монополя смысла.

Согласно [2] вычисляем расстояние d1 [14]. Напоминаем, что монополи в примере имеют расстояние между собой 15 метров, поэтому R = 7,5 м:

[14]

Зная это расстояние, фазовый сдвиг в монополе N равен [15]:

[15]

Таким же образом и согласно [1] фазовый сдвиг в монополе S составит -0,679631 рад.

Рассмотрим теперь вычитание сигналов монополей N-S, как описано в [5]. Если волновой фронт проходит через первый квадрант (NE), то после процесса демодуляции мы будем иметь сигналы, показанные на рис.7.

 


Рис.7. Вычитание сигналов N-S и сигнала в смысле монополя (DOA=60º)

 

Теперь сдвинем на 90 градусов фазу сигнала, принимаемого в монополе считывания, как показано на рис.8. Обратите внимание, что с этой модификацией переходы через ноль происходят в одни и те же моменты времени.

 


Рис.8. Вычитание сигналов N-S и сигнала в монополе чувствительности с фазовым сдвигом 90º (DOA=60º)

 

Теперь рассмотрим другой сигнал, поступающий в противоположном направлении, через третий квадрант (ЮЗ). Используя сигнал сенсорного монополя, сдвинутый по фазе на 90 градусов, мы будем иметь сигналы, показанные на рис.9.

 


Рис.9. Вычитание сигналов N-S и сигнала в монополе считывания с фазовым сдвигом 90º (DOA=240º)

 

Результаты будут аналогичными, если мы сравним сигналы, поступающие под одинаковыми углами через квадранты СЗ и ЮВ.

Анализируя оба результата (рис. 8 и 9), приходим к выводу, что можно использовать сигнал сенсорного монополя, сдвинутый по фазе на 90 градусов, для управления построением прямой на ЭЛТ.Если мы используем положительные полуциклы (положительное напряжение), чтобы включить графику в ЭЛТ, и отрицательные полуциклы (отрицательное напряжение), чтобы остановить его, мы получим два следующих случая:

  1. Если сигнал поступает через северо-восточный или северо-западный квадранты, напряжение, подаваемое на ось Y ЭЛТ, всегда будет положительным, и поэтому на график будет нанесена только часть Y > 0 прямой линии.

  1. Если сигнал поступает через юго-восточный или юго-западный квадранты, напряжение, подаваемое на ось Y ЭЛТ, всегда будет отрицательным, и поэтому на график будет нанесена только часть Y < 0 прямой линии.

Таким образом, с помощью этого метода устраняется неоднозначность и определяется только угол прихода.

Полная система имеет блок-схему, показанную на рис.10.

 

 


Рис.10. Блок-схема радиопеленгатора Adcock/Watson-Watt с сенсорной антенной

 

В настоящее время системы реализованы с использованием цифровых технологий.Сигналы, поступающие от приемников, оцифровываются и обрабатываются во временной и частотной областях для вычисления фазового сдвига, что позволяет определить угол прихода. Кроме того, используя автоматические антенные переключатели, можно сократить количество необходимых приемников.

 

 

  1. ПИДЖОН Г. «Блетчли-Парк — военная база адмирала Синклера». Тайная беспроводная война. История коммуникаций МИ-6 1939-1945 . Книги Арундела, 2008.стр.48-54.

  2. ГЕТИНГ П.Дж.Д. «Обзор методов DF». Радиопеленгация и суперразрешение . Серия 33 электромагнитных волн IEE. 2-е издание. Питер Перегринус Лтд., 1991. с.7-9.

  3. ДЖОНСОН Р. и др. «Антенны и системы пеленгации». Справочник по проектированию антенн . 3-е издание. McGraw-Hill, 1993. Глава 39.

  4. Патент

    GB 130490, Фрэнк Адкок, «Усовершенствования средств определения направления удаленного источника электромагнитного излучения», выдан 07 августа 1919 г.Enlace.

  5. ВОЛАКИС Дж. и др. «Антенны и системы пеленгации». Справочник по проектированию антенн . 4-е издание. McGraw-Hill, 2007. Глава 47.

  6. ЛАПОРТ Э.А. Разработка радиоантенн . McGraw-Hill, 1952. стр. 60-67, 214-215.

  7. РЕМБОВСКИЙ А. и др. «Пеленгация источников радиоизлучения». Радиоконтроль.Проблемы, методы и оборудование . Springer, 2009. стр. 237-316.

  8. КАРР Дж.Дж. «Антенны для радиопеленгации (RDF)». Практическое руководство по антеннам . 4-е издание. McGraw-Hill, 2001. стр. 439-456.

  9. Разведывательный центр армии США. Введение в радиопеленгацию . Номер подкурса IT0302. Издание С. 1999.

  10. КИВЕНИ Дж.J. «Анализ и реализация нового одноканального алгоритма пеленгации на программной радиоплатформе». Политехнический институт и государственный университет Вирджинии, 2005 г. Enlace.

  11. ТЕТЛИ Л., КАЛКАТТ Д. «Радиопеленгация». Электронные навигационные системы . 3-е издание. Butterworth-Heinemann, 2001. стр. 346-368.

 


 

2-ЭЛЕМЕНТНЫЙ РЕЛЕНГЕР ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ДВУХУРОВНЕВОЙ ГЕТЕРОГЕННОЙ СЕТИ. 5518

2-ЭЛЕМЕНТНЫЙ ПЕЛЕНГЕР ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ 2-УРОВНЕВОЙ ГЕТЕРОГЕННОЙ СЕТИ

D.О Абони, П.У. Окафор, М. Алор, Департамент электротехники и электроники Государственный университет науки и технологий Энугу

Резюме: В этом документе представлен радиопеленгатор, построенный с двумя дипольными антеннами для использования в определении местоположения высокой концентрации пользователей мобильных телефонов для оптимального развертывания. пикосоты или фемтосоты. Критериями дизайна являются низкая стоимость и простота. Четыре диаграммы направленности были созданы путем выборочного изменения фаз сигналов, поступающих на два элемента антенны.С помощью запрограммированной платы Arduino Uno два 6-битных фазовращателя управлялись для электронного изменения фаз сигналов, поступающих на антенны, тем самым переключаясь между диаграммами направленности для контроля уровня сигнала в виде уровня принятого сигнала (RSS) радиостанции. единиц перед массивом. Направления прихода (DOA) сигналов определялись путем сравнения RSS, записанного каждым паттерном. В двухлучевой модели распространения местоположения удаленных радиостанций оценивались с погрешностью 5.30.

Ключевые слова: радиопеленгатор (RDF), индикатор уровня принимаемого сигнала (RSSI), направление прихода (DOA), фазированные антенные решетки, Arduino uno, фазовращатели.

1.0 ВВЕДЕНИЕ

Система пеленгации может быть описана как устройство, способное определять направление прихода падающей электромагнитной волны. Он способен принимать электромагнитную волну от удаленного передатчика, обрабатывать сигнал и определять направление источника сигнала.Три основных шага, связанные с радиопеленгацией (RDF): прием сигнала, характеристика принятого сигнала и последующая обработка данных, полученных на основе характеристик принятого сигнала. Сигналы принимаются с помощью радиоприемников, предназначенных для приема в диапазоне частот, для которых сигнал был передан, и с его типом модуляции. Сигналы характеризуются получением некоторой информации, описывающей принятый сигнал, такой как мощность принятого сигнала (RSS), угол прихода (AOA) и время прихода (TOA).Одна или комбинация двух или более из этих показателей предоставит данные, которые будут обработаны и проанализированы для определения фактического местоположения или, по крайней мере, приблизительного местоположения источника сигнала в зависимости от эффективности инструмента, используемого для анализа.
По сути, существует три способа определения направления прихода сигналов: первый — путем сравнения амплитуд, как это использовал Халил в своей конструкции RDF с 8 антенными элементами [1], второй — путем сравнения фаз, когда требуется управление лучом [ 2] и третье по сравнению с временной задержкой.Известно, что радиопеленгаторы были сложными, большими и дорогими [3]. Попытки сделать его простым и дешевым всегда сказываются на его надежности и производительности. В последнее время с появлением цифровых технологий было зафиксировано огромное улучшение систем локализации. Радиопеленгаторы, которые изначально рассматривались как большое устройство для военных [4], теперь развернуты в других областях и в настоящее время используются в радиоконтроле, службах безопасности и наблюдения, военной разведке, системах связи, а также в исследованиях.При использовании метода расширенного спектра, используемого в беспроводной связи, спектральная составляющая может быть назначена конкретному источнику, только если известно направление. В большинстве пеленгаторов в массиве используется множество антенн. Было обнаружено, что ошибка чувствительности и расстояния между элементами, встречавшаяся в старых Adcork DF, уменьшалась в 90 502 раз при увеличении количества антенных элементов [5], но чем больше количество антенных элементов, тем более сложной и дорогостоящей становится система. По этой причине необходимо сделать пеленгатор максимально простым и менее затратным, имея в виду, что точность очень важна.Поэтому в этой статье основное внимание уделялось моделированию, созданию и тестированию недорогого и эффективного пеленгатора, который можно использовать для обнаружения мобильных телефонов в секторе
1200 мобильной сети.

2.0 Базовая теория антенных решеток

Хороший результат пеленгации не достигается с помощью одной антенны, поэтому обычно используется решетка антенн [6, 7]. Антенная решетка представляет собой комбинацию двух или более антенных элементов с целью достижения улучшенных характеристик.Эти улучшенные характеристики могут заключаться в улучшенном усилении, разнесенном приеме, подавлении помех в конкретном направлении, управлении массивом для достижения большей чувствительности в конкретном направлении, определении DOA сигнала или максимизации отношения сигнал/шум в системе. Таким образом, цель использования антенной решетки зависит от цели изучения одного или нескольких из этих преимуществ, которые она может предложить по сравнению с одной антенной. В конструкции антенной решетки достигается заданная диаграмма направленности, обеспечиваемая коэффициентом решетки.Этот коэффициент количественно определяет влияние антенных элементов в решетке без учета индивидуальных диаграмм направленности [8]. Таким образом, общая диаграмма направленности массива определяется комбинацией этого коэффициента массива и коэффициента излучения элемента. Изменение одной или нескольких из следующих переменных влияет на общую диаграмму направленности.
(i) Расположение элементов, которое может быть линейным, круглым, плоским и т. д.

(ii) Расстояние между элементами. (iii) Амплитуда возбуждения элемента
.(iv) Фаза возбуждения элемента. (v) Диаграммы направленности элемента решетки
Фазированная антенная решетка состоит из излучающих элементов решетки, каждый из которых подключен к фазовращателю. Лучи формируются путем сдвига фазы сигнала, принимаемого каждым излучающим элементом, чтобы обеспечить конструктивную/деструктивную интерференцию для направления лучей в нужном направлении.

IJSER © 2014 http://www.ijser.org

International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 5, Issue 7, July-2014 как луч массива можно направить в нужном направлении, изменяя фазу сигнала, принимаемого разными антеннами.При разнице фаз 220 немного смещался дальний свет.

Рис. 1а два антенных элемента, питаемых с одной фазой, (б)
два антенных элемента, питаемых с разным фазовым сдвигом [9].

Для антенной решетки из N элементов, при условии, что X1, X2. . . . .XN — выходной сигнал антенны от 1 до N и w1, w2. . . . .wN — веса, тогда выход массива задается как;
Где T — оператор транспонирования, а v(k) — управляющий
вектор. Коэффициент массива AF математически равен выходному сигналу
[8].

N

i=1

wi Xi
(1)
Для двухэлементной решетки, разнесенной на половину длины волны, при условии, что на антенны падает плоская волна постоянной амплитуды, фаза сигнала на антеннах будет функция угла прихода волн на антенны. Принятый сигнал антенной i определяется как;
Вектор управления представляет собой комплексный вектор, представляющий относительную фазу на каждой антенне. Он зависит от частоты и направления распространения плоской волны.

v(k) = e−jkZicosθ°

Xi = e−jkZicosθ

(2)
(5)
Где θ° — требуемый угол поворота рулевого колеса.
Для желаемого угла поворота θ° можно применять веса, которые
задаются формулой;
Где θ — угол прихода плоской волны, zi —

2π °

положение каждого элемента массива, а k =

λ

wi = ejkZicosθ

волновой вектор (в радианах/метр), который
определяет изменение фазы на метр для волны.
(6)
Результирующий коэффициент решетки принимает вид (7)
плоская волна. Суммируя сигналы массива, получается уравнение 3
.
График зависимости коэффициента решетки от угла прихода плоской волны дает диаграмму направленности решетки [9].
S(θ) = ∑N 1

e−jkZicosθ

(3)
Поскольку коэффициент массива математически равен выходному сигналу, то;
Для фазированной взвешенной схемы коэффициент массива определяется выражением;

S(θ) = ∑N 1 ejkZicosθ ∗ e−jkZicosθ

AF = wT v(k)
(4)
(8)
Где S(θ) – выходной сигнал антенной решетки.
Учитывая прогрессирующую разность фаз β между антенными элементами
, уравнение 8 принимает вид;

IJSER © 2014 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 5, выпуск 7, июль 2014 г.

ej(kZicosθ+β) ∗ e−jkZicosθ°

(9)
и происходит рассеяние волн по мере их прохождения по своим траекториям.В этой модели рассматриваются два пути: путь прямой видимости и путь отражения от земли, как показано на рисунке 2.
Уравнение 9 дает выходной сигнал от антенной решетки с прогрессивным фазовым сдвигом между антеннами. Для этой конструкции фаза одной антенны поддерживается на нуле, в то время как другая сдвигается для каждого случая, чтобы создать диаграмму направленности с максимальным излучением
в желаемом направлении. График зависимости S(θ)
от угла θ из уравнения 9 дает диаграмму направленности
решетки.

2.5 Сила принимаемого сигнала

В беспроводной сенсорной сети были определены два алгоритма локализации: алгоритмы на основе дальности и алгоритмы без дальности. В первом случае требуется дополнительное оборудование для извлечения мощности сигнала из приемопередатчика, тогда как во втором случае дополнительное оборудование не требуется. Метод локализации, основанный на измерении RSSI, относится к типу, основанному на диапазоне. Алгоритм использует встроенную схему RSSI в мобильных телефонах [10]. Исследования показали, что алгоритм на основе RSSI маломощный [11], экономичный [12] и эффективный в условиях скопления людей с движущимися людьми [13].Радиостанции
в сети могут обмениваться данными по беспроводной сети, и RSS будет измеряться любой принимающей радиостанцией во время обычной передачи данных. Измеренное значение RSS можно использовать для построения алгоритма локализации и для оценки дальности действия радиопередатчика.

3.0 Двухлучевая модель распространения по земле Передаваемая радиочастотная энергия несет потери на пути распространения электромагнитных волн от источника к месту назначения. Отражение, дифракция

Он широко используется, поскольку было показано, что он дает более точную оценку потерь на трассе на больших расстояниях, чем модель свободного пространства [14].В этом случае высоты антенн передатчика и приемника рассматриваются как в уравнении 10.

Рис. 2: Двухлучевая модель потерь на трассе

Pr =

PtGtGrht2 hr2

d4

(103) 900 Выбор фазы

Где; Pr — мощность приемника
Pt — мощность передатчика
Gt — коэффициент усиления передающей антенны
Gr — коэффициент усиления приемной антенны
ht — высота передающей антенны
hr — высота приемной антенны
d — расстояние между Tx и Rx

4.0 Компьютерное моделирование и результаты

Моделирование проводилось в MATLAB. Первое моделирование двухэлементной диаграммы направленности на основе приведенных выше теорий для получения четырех диаграмм направленности. Во-вторых, был построен двумерный график случайно разбросанных узлов, чтобы представить разбросанные мобильные станции, местоположение которых неизвестно. Затем было проведено моделирование RSSI, полученного от этих узлов, и разность шаблонов. Затем было оценено местоположение одного узла, чтобы показать пример того, как можно оценить местоположение узла.

4.1 МОДЕЛИРОВАНИЕ 1: Двухэлементная диаграмма направленности

Двухэлементная диаграмма направленности была смоделирована в MATLAB для разных фаз между элементами с использованием уравнения 10. Из сгенерированных диаграмм и с учетом того, что можно получить с помощью фазовращателей, которые будут использоваться, четыре фазы были выбраны для покрытия требуемых 1200 секторов обычной подвижной секторной сети. Выбранные фазы по отношению к конфигурациям выводов фазовращателей MAP_010164, используемых для реализации, показаны в таблице 1.
, где D1 — D12 — точки питания Arduino Uno для
, обеспечивающие желаемые фазы β1 для антенны 1 и β2 для антенны
2.
Полярная диаграмма четырех шаблонов, созданных этими разностями фаз и показывающая их охват требуемой

IJSER © 2014 http://www.ijser.org

International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 5, Issue 7, July-2014 537

ISSN 2229 -5518

на рис. 3.

Радиационный узор из четырех выбранных фазы групп

120

90 2

90 2

1,5

150

1 30

0.5

180 0

210

330

240

270

300

Рис. 1: Диаграмма направленности четырех выбранных комбинаций фаз для покрытия 1200

Расчет максимальной дальности

Учитывая чувствительность модуля XBee-PRO, которая составляет —
102 дБм и мощность передачи 50 мВт [15], максимальная
Диапазон можно рассчитать.Также предполагалось изотропное
условие, при котором Gt = Gr = 1. ht и hr рассчитывались
путем измерения высоты передающей антенны, расположенной на столе, до середины антенны
, а высота приемной антенны определялась путем измерения до середины. антенны, когда кронштейн, на котором стоит антенна, стоит на полу.
ht = 0,46 м и hr = 0,52 м. Они были подставлены в уравнение 10
, чтобы получить максимальную дальность примерно
461 метр.
Учитывая, что базовая приемопередающая станция в мобильной сети всегда имеет сектор покрытия 120 градусов, эта работа основывалась на покрытии 1200 градусов.В этом моделировании учитываются только значения узлов в пределах расстояния покрытия и сектора.
Таким образом, массив бортовой диаграммы направленности поворачивается на 60° влево или вправо для обеспечения необходимого охвата в 1200°. Узлы, сформированные 61
под углом 90 градусов влево и вправо, не учитываются в этом моделировании. быть оценены.Предполагается, что приемник находится в начале координат x-y графика. Расстояние этих узлов от начала координат затем вычислялось кодом с использованием теории Пифагора. Если расстояние до каждого узла меньше, чем максимальное расстояние, рассчитанное на основе двухлучевой модели потерь на трассе по уравнению 12 и равное
461 метру, приемник должен принимать сигнал от этого узла
, в противном случае узел обозначается как « ‘вне диапазона». С другой стороны, на
, если угол θ меньше 60 градусов как слева, так и справа от
, это также указывает на то, что он находится «вне диапазона», где θ — это угол от поперечной стороны.Примерный график случайно сгенерированных узлов рассеяния показан на рисунке 4, где узлы, отмеченные красным, — это те, которые находятся вне допустимого диапазона, о котором система не заботится.

450

400

350

300

300

300

250

200

200

150

100

50

100

50

0

Уравнение

Уравнение Pythagoras. Ось Y находится в диапазоне от 0 до 461, а ось X также представляет собой диапазон 461 м с нулем, расположенным посередине.Прямоугольный треугольник формируется от координатора до каждого из узлов, задавая расстояние по прямой линии с уже известными значениями x и y каждого узла.

Измерение RSSI

Уравнение модели двухлучевых потерь на трассе было включено в код для определения уровня принятого сигнала в форме RSSI в дБм, полученного от узлов. В таблице 2 показаны данные, записанные этой программой для экземпляра случайно разбросанного участка (участок 1 выше). Тета — это угол от борта.Значения, отмеченные «**», являются значениями, которые, как сообщается, «выходят за пределы допустимого диапазона».

-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250

ось x

) каждого узла к координатору, расположенному в начале координат, используя

Таблица 2: Образец результатов моделирования

IJSER © 2014 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 5, выпуск 7, июль 2014 г. 538

ISSN 2229-5518

, где Gt = Gr = 1, а также для усиления антенны. Для каждого из рассеянных узлов с расстоянием прямой видимости принимаемая мощность Pr(i) вычисляется кодом с использованием двухлучевой модели потерь на трассе в дБм, чтобы получить мощность принятого сигнала для каждого узла (RSSI(дБм)).Полученные результаты показаны в таблице 4.

4.3 МОДЕЛИРОВАНИЕ 3: RSSI Verses Разница шаблонов

Здесь RSSI от десяти разбросанных узлов рассматривается по отношению к различным диаграммам направленности для изотропного случая Таблица 3: Угол максимального излучения каждой диаграммы Код
Matlab был использован для построения ненормализованной диаграммы направленности для четырех диаграмм направленности, рассмотренных в этом исследовании. Каждая из диаграмм направленности дает максимальное усиление под разными углами в зависимости от направления основного лепестка луча.Было замечено, что максимальное усиление для всех шаблонов составило
3,01 дБ и что это значение достигается с помощью различных шаблонов под следующими углами, как показано в таблице 3;
Это оправдывает тот факт, что эти шаблоны будут принимать сигналы, поступающие в область этих углов, с большей силой сигнала, чем любой другой шаблон. Некоторые углы на бортовой стороне, а также слева и справа от поперечной стороны были выбраны, как показано в таблице, для выполнения этого моделирования. Задействовано 10 узлов, представляющих разрозненных мобильных пользователей.Отрицательный x указывает, что узел находится слева от поперечной стороны, а положительный x указывает, что узел находится справа от поперечной стороны. Поскольку в качестве эталона используется диаграмма направленности, 900 на диаграмме представляет собой 00 на графике, а угол вправо представляет собой угол от поперечной стороны, вычитаемый из 900, а угол влево — это угол от поперечной стороны, добавленный к 900. Это сохраняет оба
узлы и узор под одним и тем же углом в стороны для более четкого анализа. Результаты, полученные для случайно разбросанных узлов по четырем шаблонам, показаны в таблице 5.
Из таблицы 4 можно сделать вывод, что паттерны получат наивысшее значение RSSI в следующих регионах, потому что это область их наибольшего выигрыша по сравнению с другими паттернами. Согласно теории антенн, чем выше коэффициент усиления, тем лучше прием или передача. Анализ будет основан на этом, так как ожидается получение лучшего сигнала с более высоким RSSI под углами максимального усиления для каждой модели.

Таблица 4: область высочайшего излучения по разным шаблонам

P2

4

P4

шаблон

P1

P2

P3

P4

Угол самых высоких

RSSI

0-180 левый и правый

19 — 540 вправо

19 — 540 левый

55 — 600 левый и правый

4.4 Результаты моделирования

Данные, полученные при измерении RSSI в рассеянных узлах и моделировании массива из двух элементов, сведены в таблицу как

Таблица 5: Результаты моделирования для изотропных узлов

в таблицах 6,7 и 8 для анализа. Отрицательный x указывает, что узел расположен слева. Предполагается, что x и d неизвестны.

6

0 -95,6 3,01 0,46 -156,60 2 -91,3 2,59 -5,07 -0,76 3 -91 6 -96,5 2,59 -5,07 2,32 -0,76 4 112,2 -77,4 2,21 -29,08 0,45 5 -158 4 -100,6 2,21 -29,08 2,67 6 -96,2 1,51 -4,09 1,51 7 -121 2 -90,9 1,51 -4,09 2,93 8 -79,9 -0,52 2,97 -0,01 2,53 9 -201 3 -93,6 -0,52 -0,01 2,97 177 220,2 -89,1 -2,06 2,85 2,79 -146 8 -85,9 -2,06 0,92 2,79 -38

291

узлов

x

RSSI (DBM)

RSSI (DBM)

P1 (DBD)

P1

P2 ( DBD)

P3 (DBD)

P4 (DBD)

4

1

0

320.

0

0,46

68

249,4

16

2,32

335.

16

42

22

2,67

425.

22

0,45

164

330,6

30

2,93

243 .

30

1,51

92

129,4

45

284.

45

2,53

10

53

0,92

11

182.

53

2,85

12

43.909

-61.1

-61.1

60

9057

291

IJSER © 2014 http: // www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 5, выпуск 7, июль 2014 г. 539

ISSN 2229-5518

x

D (M)

RSSI (DBM)

УГОЛ

P1

P2

P3

P4

1

0

416

-93.

0

0

3,01

0,46

0,46

-156,60

2

95

350,1

-90,0

16

-5.07

— 0,76

-0575

3

3

335.

6

-89,3

16

2,59

-5,07

2,32

-0,76

4

42

112,2

-70,2

22

2,21

2,67

-29,08

0,45

5

-102

271.

9

-85,6

22

2,21

-29,08

2,67

0,45

6

177

356,1

-90,3

30

1,51

2,93

-4,09

1,51

7

-22

43 .

9

-53,9

30

1,51

-4,09

2,93

1,51

8

117

165,5

-77,0

45

-0,52

2,97

-0,01

2,53

9

-70

98.

3

-67,9

45

-0,52

-0,01

2,97

2,53

10

158

196,6

-80,0

53

-2,06

2,85

0,92

2,79

11

-146

182.

8

-78,7

53

-2,06

0,92

2,85

2,79

12

-153

177.59

74

-78.2

60574

60

2,91

Анализ результатов

из таблиц 5 и 6 выше, это видно что;
• Чем больше расстояние для одного и того же угла, тем меньше измеренный RSSI, как видно в узлах 8 и 9.
• Узел 3 возник на одном и том же расстоянии прямой видимости и в одном направлении как с точки зрения изотропии, так и с точки зрения усиления антенны. Разница в их значении RSSI составляет 7,2 дБ. Это означает, что эта антенная решетка имеет коэффициент усиления
на 7,2 дБ выше изотропного.
• Можно сделать вывод, что шаблон с самым высоким значением RSSI, значением, близким к нулю, имеет наибольшую вероятность наличия узла в своей области. Например, узел 1, скорее всего, будет расположен в области PI слева или справа, а узел 6, скорее всего, будет расположен в области P2.
• Также можно заметить, что шаблоны P2 и P3 симметричны, при этом у одного максимальный прием в одном направлении, у другого максимум в противоположном направлении.
• Схема 4 дает одинаковое усиление для одного и того же угла как слева, так и справа, как показано в узлах 6 и 7. изотропный, как показано в таблице 8, развивается;

5.0 Тест пеленгатора

Физические испытания пеленгатора проводились в картографическом зале Университета Шеффилда с 7 узлами и одним координатором.Для arduino-XBee pro с серийным номером 2 нет определенной команды, как в случае с серийным номером 1, «getRssi()» для извлечения значения RSSI из полученного пакета [16]. Неспособность команды «получить RSSI» для работы с arduino/XBee pro s2 привела к тому, что окончательное тестирование было переключено на использование настройки waspmote.

5.1 Установка для тестирования

В качестве узлов использовался модуль XBee Pro s2 (с небольшой дипольной антенной), настроенный как маршрутизатор в режиме API и подключенный к плате waspmote, питаемой от батареи 5 В и запрограммированной на C++. .Координатор
представлял собой плату waspmote и Xbee Pro s2 с питанием от батареи 5 В и подключенным к персональному ноутбуку для отображения полученных пакетов, которые включают значения RSSI. Двухэлементная решетка использовалась в качестве антенны-координатора, а фаза между антеннами сдвигалась вручную путем подачи высокого или низкого уровня на выводы данных фазовращателей в соответствии с требованиями с использованием цифрового источника питания. Значения RSSI сообщались и извлекались из пакетов, полученных от узлов, а затем записывались с помощью персонального компьютера.В таблице 1 указано среднее значение 6 измерений для каждого из узлов. Используя справочную таблицу преобразования Cisco для значений RSSI в дБм, как показано в Приложении A, измеренные значения RSSI были преобразованы в дБм, чтобы показать уровень принятого сигнала для различных значений фазы, которые создают различные шаблоны, обозначенные как P1-P4. На рис. 5 показана установка в мэппин-холле для тестирования пеленгации.

Рис. 5: Настройка координатора

5.2 Распределение узлов для теста

Узлы были распределены в картографическом зале Университета Шеффилда, Великобритания, как показано в таблице 7 и представлено на рисунке 6.Узлы были настроены с персональным идентификационным номером, чтобы избежать двусмысленности в полученных данных сети. Диапазон описывает измеренное расстояние от координатора, расположенного в начале графика. Это расстояние неизвестно, но было измерено

International Journal of Scientific & Engineering Research, Volume 5, Issue 7, July-2014 Чтобы проверить результат для расчета диапазона направления Finder

Таблица 7: Узел для DF Test

узлы
Узлы ID
Диапазон, D (M)

18

160002 12

10

12

10

8

6

6

4

4

2

0

2

0

Узел Узел

-4 -2 0 2 4 6

-4 -2 -2 0 2 4 6

Рис. 6: 2D График распределения узлов для тестирования DF

Связь между Radios

В прочем, чтобы получить уровень сигнала от радиостанции, тыс. Им необходимо общаться и отправлять пакеты друг другу, чтобы измерить
подтверждения, которые должны быть получены.При получении ACK от последней видимой сети он затем отправляет сообщение scfRSSI каждому из узлов и узлу wa для сканирования доступных узлов-братьев вокруг. Затем узел отправил
уровень сигнала, полученного от них. Чтобы радиостанции могли обмениваться данными, они должны иметь один и тот же идентификатор PAN, и по этой причине все радиостанции в этой работе настроены на идентификатор PAN
0102030405060708. Плата Waspmote была запрограммирована на
для управления отправкой и получением пакетов через модули XBee
.Задействованы один координатор и 7 маршрутизаторов, настроенных в режиме API. Сообщение
каждому из братьев, который, отвечая, позволяет ему измерить
RSSI и сообщить об этом координатору, который затем измеряет RSSI
для него и узла. Таблица 8. Покажите измеренные значения RSSI из n их значений в дБм по результатам преобразования Cisco RSSI/дБм

для сообщения от координатора.Они отвечают на полученный пакет от координатора, который по очереди отправляет им тестовое сообщение. Они находят узлы-братья в той же сети вокруг себя и сообщают координатору, представляя себя, его идентификатор, MAC-адрес, значение RSSI между ним и координатором, а также другие узлы-братья вокруг него с уровнем сигнала между ним и этими братьями. . Для целей этого исследования, где нам нужно выяснить, как сигнал от каждого из этих узлов принимается различными диаграммами направленности, создаваемыми фазовым сдвигом сигналов, поступающих на антенны, используются только данные RSSI между каждым из рассеянных узлов и координатором. будем использовать в нашем анализе.

Программирование координатора

5.3 Анализ результатов

Координатор запрограммирован на C++ для сканирования сети и точного определения силы сигнала, полученного терадрией, обратно пропорционально
в его сети, и обратите внимание, сколько их. Затем он отправляет тестовое сообщение, выраженное в уравнении потерь на пути. Чем дальше маршрутизаторы
по одному, либо ждать максимум три минуты для

IJSER © 2014 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 5, выпуск 7, июль 2014 г. 541

ISSN 2229-5518

расстояние между двумя радиостанциями, тем меньше сила сигнала. Как обсуждалось ранее, шаблон, принимающий конкретный узел с наивысшим уровнем сигнала, — это шаблон, в области которого находится этот узел. Зная угловую область максимального приема каждого шаблона, можно с приемлемой точностью оценить местоположение каждого узла.Из измеренных данных можно сделать следующие выводы;
Образец с самым высоким значением RSSI (дБм) указывает регион расположения узла.
Узлы 2, 4 и 7 расположены в области P1, 1 и 5 в области P2, узел 3 в области P3 и узлы 6 в области P4.
Второй по величине образец значения RSSI также является необходимым фактором для определения местоположения узлов, слева или справа от боковой стороны.
P2, являющийся вторым самым высоким значением RSSI для узла 2 после P1, указывает, что узел 2 находится справа от борта, а не слева.
Второй по величине шаблон также помогает сузить локализацию узла до большей точности, как показано в моделировании и будет показано снова в следующем подразделе.
Лучшее значение RSSI достигается в дальней зоне, потому что диаграмма направленности спроектирована в условиях дальней зоны, что можно увидеть при приеме и измерении RSSI узлов 2 и 7, где 7 находится на расстоянии 16 метров от координатора, а узел 2 — всего в 5 метрах, но узел 7 показал более сильный сигнал, чем узел 2.

Локализация

Судя по полученным значениям RSSI, P2 имеет самое высокое полученное значение RSSI, следовательно, узел 1 находится в пределах диапазона шаблона 2 (P2), который находится на расстоянии 19-540 от ширины вправо. Вторым по величине является узел 1, который имеет значение от 0 до 180 вправо. Уменьшив вдвое зону покрытия P2 в пользу P1, получим 17,50, как это было сделано в моделировании, и найдем процентную разницу между ними, чтобы получить 3,5%. Этот процент 3,5% даст приблизительно 1,2, которые можно вычесть из минимального значения диапазона, добавленного к половине значения диапазона, чтобы получить оценку местоположения 19+17.50-1,2 = 35,30 с погрешностью 5,30.

6.0 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотрен пеленгатор с двумя дипольными элементами. Изменяя фазу сигнала, принимаемого каждой антенной, формируются различные диаграммы направленности. Переключаясь между четырьмя различными шаблонами массива, принимаются сигналы перед массивами и измеряется их RSSI. Используя двухлучевую модель распространения, расстояние источника сигнала от приемника получается, а местоположение источника определяется путем сравнения мощности принятого сигнала от каждого из шаблонов.Шаблон с самым высоким значением RSSI имеет узел в своей области (предварительно определенной), и местоположение может быть дополнительно сужено путем связывания шаблона со следующим самым высоким значением RSSI с шаблоном с самым высоким значением RSSI. Местоположение достигается с приемлемой погрешностью. Цель конструкции достигается ее простотой и дешевизной.

ССЫЛКИ

[1] К. Ибрагим и Д. Мохаммад, «Проектирование широкополосного радиопеленгатора на основе сравнения амплитуд», Al-Rafidain Engineering, vol.19 № 5, стр. 77–86, октябрь 2011 г.
[2] В. Диаб и Х. Элкамчучи, «Детерминированный
процессор интеллектуальной антенны на основе DOA в реальном времени»,
18-й ежегодный международный симпозиум по
Personal, Indoor, and Mobile Radio
Communications (PIIMRC 07), 2007.
[3] M. Stieber, «Дизайн приемника сети радиопеленгации
для недорогого приложения Public Servive
«, MEng. Диссертация, Калифорнийский политехнический институт,
Государственный университет, декабрь.2012.
[4] К. Уильямс, «Секретное оружие — высокочастотная пеленгация США в битве за Атлантику, Аннаполис», Naval Institute Press, 1996.
[5] Д. Трэверс, восьмиэлементный двухфазный радиопеленгатор»,
Antennas and Propagation, IRE Transactions on, vol.3, no.2, pp. 63, 65, April 1955.
[6] C. Plapous, C. Jun, Э. Тайллефер, А. Хирата и Т.
Охира, «Алгоритм MUSIC в области реактивности для излучателя паразитной решетки с электронным управлением
»,
Antennas and Propagation, IEEE Transactions on, vol.52, pp. 3257-3264, 2004.
[7] А. Хирата, Э. Тайллефер, Х. Ямада и Т. Охира, «Портативный пеленгатор прихода с электронно управляемым паразитным излучателем с использованием алгоритма классификации множественных сигналов в области реактивности». , Микроволны, антенны и распространение, ИЭПП, том. 1, pp. 815-821, 2007.
[8] G. Moernaut и D Orban, «Основы массива антенн
», Orban Microwave Products, доступно на сайте www.orbanmicrowave.com. Последний доступ 28 марта 2014 года.
[9] Антенны. Доступно в Интернете по адресу:
http://www.radartutorial.eu/06.antennas/an14.en.html.
последний доступ 7 апреля 2014 г.
[10] D.-x. Фу, Д.-к. Фэн и Х.-н. Чжан, «Алгоритм оценки канала на основе среднего значения LQI
и RSSI и применение
в механизме скачкообразной перестройки частоты в беспроводных сенсорных сетях
», в Consumer Electronics,
Communications and Networks (CECNet), 2011
International Conference on, 2011, стр.3252-3257.
[11] Р. Джин, Х. Ван, Б. Пэн и Н. Ге, «Исследование локализации на основе RSSI
в сетях беспроводных датчиков
», в журнале Wireless Communications,
Networking and Mobile Computing, 2008. WiCOM
08. 4-я Международная конференция, 2008 г., стр. 1-4.
[12] Р. Аль Алави, «Оценка местоположения на основе RSSI в сетях беспроводных датчиков
», в Networks (ICON),
, 17-я международная конференция IEEE, 2011 г., 2011 г.,
стр.118-122.

IJSER © 2014 http://www.ijser.org

Международный журнал научных и инженерных исследований, том 5, выпуск 7, июль 2014 г. Анзай, «Экспериментальные характеристики [15] Сравнение методов оценки IDeation

на основе R:>SI и TDOA», на конференции Vehicular Technology

, 2008 г. VTC, весна 2008 г. IEEE, 2008 г., стр. [16]

. 2651-2655.

[14] Дж. Андрусенко, «Моделирование и симуляция для RF

Распространение/Университет Джона Хопкинса, лаборатория прикладной физики, декабрь 2009 г.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.