ВИКОРИСТАННЯ ТЕХНОЛОГІЙ SDR У СИСТЕМАХ ВИЗНАЧЕННЯ МІСЦЕПОЛОЖЕННЯ І СТЕЖЕННЯ ЗА ДЖЕРЕЛОМ РАДІОВИПРОМІНЮВАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.65.19932Ключові слова:
джерело радіовипромінювання, амплітудний та фазовий методи пеленгації, програмно-конфігуроване радіо, антенна система, діаграма спрямованостіАнотація
Точне визначення положення об’єктів у просторі останнім часом набуває ще більшого значення, охоплюючи різноманітні сфери, як цивільні, так і військові. Положення джерела радіовипромінювання (ДРВ) може бути статичним або динамічним, одиничним або багатопозиційним, дружнім або ворожим. Функція виявлення та стеження за джерелом радіосигналу (функція пеленгації) часто є найважливішим компонентом сучасних радіосистем і комплексів виявлення, визначення дальності, моніторингу, навігації, контролю та зв’язку. Робочі характеристики цих систем напряму залежать від якісних характеристик пеленгаційної частини. Серед основних характеристик таких систем можна виділити робочий діапазон частот, точність пеленга та діапазон кутів для однозначних вимірювань, до яких висуваються особливо високі вимоги, особливо при використанні пеленгаторів для систем безпілотних літальних апаратів (БПЛА). Програмно-конфігуроване радіо (SDR) це радіопристрій, в якому більшість фізичних функцій реалізовані у програмному вигляді, а апаратні функції оперативно модифікуються за вимогами робочого стандарту зв'язку. Завдяки програмній реалізації більшості функцій обробки високочастотних сигналів і оперативному програмному управлінні, SDR забезпечує суттєве підвищення функціональних можливостей за рахунок роботи в широкій смузі частот та для різних стандартів зв'язку. Пристрій SDR відомий своєю гнучкою конфігурацією, доступністю та швидкістю та часто використовується в різних задачах дослідження та обробки сигналів радіозв’язку, наприклад для дослідження мереж зв’язку, програми телеметрії даних і програми вимірювання кута приходу (AoA). Поєднання антенних решіток з технологією SDR дає можливість реалізувати адаптивні антенні системи з цифровою обробкою сигналів, що зможуть ефективно аналізувати завадову обстановку та керувати ДС антени для покращення взаємодії з користувачами і, водночас, придушувати небажані джерела завади. Таке поєднання дає можливість оперативно розраховувати вагові коефіцієнти, спираючись на дані про кутове положення джерел корисного сигналу та сигналів завад, що дозволяє покращувати якість зв’язку і придушувати небажані джерела завад.
Посилання
Zhyla S., Tserne E., Volkov Y., Shevchuk S., Gribsky O., Vlasenko D., Kosharskyi V., Kovalchuk D. Statistical Synthesis and Analysis of Functionally Deterministic Signal Processing Techniques for Multi-Antenna Direction Finder Operation. Com-putation, 2024, Vol. 12, No. 9, p. 170.
DOI:10.3390/computation12090170.
Martian A., Paleacu C., Marcu I.M., Vladeanu C. Direction-Finding for Unmanned Aerial Vehicles Using Radio Frequency Methods. Measurement, 2024, Vol. 235, р. 114883.
DOI:10.1016/j.measurement.2024.114883.
Rutkowski A, Kawalec A. Some of Problems of Direction Finding of Ground-Based Radars Using Monopulse Location System Installed on Unmanned Aerial Vehicle. Sensors, 2020, Vol. 20, No. 18, p. 5186. DOI:10.3390/s20185186.
Cook H.A., Kahn K.M.T.E. and Balyan V. Radio Direction-Finding Techniques for an Unmanned Aerial Vehicle. In: Sharma D.K., Balas V.E., Son L.H., Sharma R., Cengiz K. (eds). Micro-Electronics and Telecommunication Engineering, Lecture Notes in Networks and Systems, Springer, Singapore, 2020, Vol. 106, pp. 1-10. DOI:10.1007/978-981-15-2329-8_1.
Bae I, Hong J. Survey on the Developments of Unmanned Marine Vehicles: Intelligence and Cooperation. Sensors, 2023, Vol. 23, No. 10, p. 4643. DOI:10.3390/s23104643.
Hussein Z., Francois S., Oumaya B. and Thierry, V. SYLOIN: Measuring Angle of Arrival of LoRa Signals Using Software Defined Radio. In: International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (IPIN), Lloret de Mar, Spain, 2021, pp. 1-8. DOI:10.1109/IPIN51156.2021.9662518.
Dai Z., He Y., Tran V., Trigoni N. and Markham A. DeepAoANet: Learning Angle of Arrival from Software Defined Radios with Deep Neural Networks. IEEE Access, 2022, Vol. 10, pp. 3164–3176. DOI:10.1109/ACCESS.2021.3140146.
Tuğrel H. B., Alakoca H., Kurt G. K. and Ayyıldız C. Angle of Arrival (AoA) Estimation by Using Software Defined Radios. In: 24th Signal Processing and Communication Application Conference (SIU), Zonguldak, Turkey, 2016, pp. 1429-1432, DOI:10.1109/SIU.2016.7496018.
Zheng Y., Tseng S.-M. and Yu K.-B. Closed-form Four-channel Monopulse Two-target Resolution. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2003, Vol. 39, No. 3, pp. 1083-1089. DOI:10.1109/TAES.2003.1238760.
Wong K. T. and Zoltowski M. D. Self-initiating MUSIC-based Direction Finding and Polarization Estimation in Spatio-polarizational Beamspace. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 2000, Vol. 48, No. 8, pp. 1235-1245. DOI:10.1109/8.884492.
Badawy A., Khattab T., Trinchero D., Elfouly T. M. and Mohamed A. A Simple Cross Correlation Switched Beam System (XSBS) for Angle of Arrival Estimation. IEEE Access, 2017, Vol. 5, pp. 3340-3352. DOI:10.1109/ACCESS.2017.2669202.
Zeng X., Yang M., Chen B. and Jin Y. Estimation of Direction of Arrival by Time Reversal for Low-Angle Targets. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2018, Vol. 54, No. 6, pp. 2675-2694. DOI:10.1109/TAES.2018.2828200.
Li J. and Fan M. Jamming Suppression in Downlink NOMA Using Independent Component Analysis. In: IEEE 19th International Conference on Communication Technology (ICCT), Xi'an, China, 2019, pp. 164-168.
DOI:10.1109/ICCT46805.2019.8947299.
Ільницький Л.Я., Сібрук Л.В., Слободянюк П.В., Благодарний В.Г. Антени телекомунікаційних та моніторингових систем / за ред. Л.Я. Ільницького. Київ: Видавництво УДЦР, 2012. 240 с.
Yan E. et al. Improving Accuracy of an Amplitude Comparison-Based Direction-Finding System by Neural Network Optimization. IEEE Access, 2020, Vol. 8, pp. 169688-169700. DOI:10.1109/ACCESS.2020.3024031.
Bakhvalov V., Zhyrov G., Khrashchevsky R., Romanenko E. and Druzhynin V. Phase Direction Finding Radio Engineering System. In: IEEE 6th International Conference on Actual Problems of Unmanned Aerial Vehicles Development (APUAVD), Kyiv, Ukraine, 2021, pp. 200-203. DOI:10.1109/APUAVD53804.2021.9615434.
BladeRF 2.0 micro xA4 SDR трансівер 47 МГц-6 ГГц 49 КЛЕ ПЛІС URL: https://selteq.com.ua/bladerf-2-0/?srsltid=AfmBOornkKw8jRcoTQRsNHyO6gLIQOFnbLUW3QZ_ZB9tjhAVteLjNDzf (дата звернення 25.02.2025)
Shcherbyna O., Zadorozhniy R. The Log-Periodic Dipole Array Antenna for Monitoring. In: 14th International Conference on Advanced Trends in Radioelecrtronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), Lviv-Slavske, Ukraine, 2018, pp. 583-586. DOI:10.1109/TCSET.2018.8336270.
Shcherbyna O., Zadorozhnyi O., Stetsyshin O. Passive Antenna Arrays in UAV Communication Systems. International Journal of Computer Network and Information Security (IJCNIS), 2024, Vol. 16, No. 4, pp.31–51. DOI:10.5815/ijcnis.2024.04.03.
Polikarovskykh O. and Hula I. Implementing the Search Algorithm of the Correlation Interferometer Direction Finder through the GNU Radio Software Platform. SISIOT, 2023, Vol. 1, No. 2, p. 02006, DOI:10.31861/sisiot2023.2.02006
