Pytanie:
Skąd odbiornik różnicy czasu przybycia z dwiema antenami wie, z której strony pochodzi sygnał?
Adam Davis
2014-03-14 22:50:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Prosty projekt TDOA autorstwa Byonics został opublikowany z następującym schematem:

Two dipole antennas with a diode switcher controlled by a microcontroller feeding a radio

Wygląda na to, że anteny są przełączane z prędkością 640 Hz, co pozwala na usłyszenie tonu 640 Hz w radiu, gdy anteny nie są w fazie. Kiedy anteny znajdują się w równej odległości od źródła RF, dźwięk znika, więc obracając antenę i znajdując zero, można określić kierunek źródła.

opis autora dalej wyjaśnia:

Zauważ, że nadajnik znajdujący się na tej prostopadłej linii oznacza, że ​​może być bezpośrednio przed lub bezpośrednio za. Będziesz musiał przesunąć się na pewną odległość wzdłuż linii anten i obrać inny namiar, aby określić, w którym kierunku faktycznie znajduje się nadajnik. W następnej wersji, kiedy dźwięk z odbiornika jest podawany z powrotem do chipa i analizowany, będzie w stanie stwierdzić, czy sygnał pochodzi z lewej czy prawej strony , kiedy ton jest obecny, oraz zapal odpowiednią diodę LED. (podkreślenie dodane)

Gdy dźwięk z radia trafia do mikrokontrolera, a anteny nie są w fazie ze źródłem, co jest mikrokontroler szuka lub po czym mógłby stwierdzić, czy sygnał pochodzi z prawej czy lewej strony tablicy dipolowej?

Strona 26 tego artykułu technicznego na temat wyszukiwania kierunku dopplerowskiego również odpowiada na to pytanie: http://www.cvarc.org/new-wp/download/technical/t-hunting_and_doppler_df.pdf
Stary dobry „Double Ducky Direction Finder”. Bardzo podobny do pseudo-dopplera. Ani nie wie, ani nie dba o to, jaka jest faza absolutna, tylko różnica. I nie jest w stanie odróżnić sygnału za tobą od sygnału przed tobą. Pseudo-doppler może.
Jeden odpowiedź:
Kevin Reid AG6YO
2014-03-14 23:46:48 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sygnał jest obecny, ponieważ anteny nie są w fazie. Sygnał jednej anteny będzie prowadził drugą; to, który z nich prowadzi, zależy od tego, który z nich znajduje się bliżej nadajnika (pod warunkiem, że anteny są oddalone od siebie o mniej niż 1/2 długości fali, więc różnica faz będzie zawsze mniejsza niż 180 °).

Kiedy przełączenie z sygnału opóźniającego na sygnał wyprzedzający (na przykład), faza przełączanego sygnału przeskakuje do przodu; równoważnie częstotliwość sygnału wzrasta na chwilę, a następnie wraca do normy. To samo, ale odwrotnie, dotyczy przełączania z sygnału wiodącego na sygnał opóźniający. Sygnał wyjściowy odbiornika FM zależy od częstotliwości wejścia, więc otrzymujemy następujący wynik:

Zielony przebieg to element sterujący przełącznikiem, a niebieski kształt fali to zdemodulowany sygnał (odchylenie częstotliwości). Po przefiltrowaniu częstotliwości audio na wyjściu otrzymujemy bardziej zwyczajny ton, chociaż z opóźnieniem wprowadzonym przez filtr:

Jeśli opóźnienia czasowe nadchodzącego sygnału są na odwrót, to przesunięcia fazowe są przeciwne, a sygnał audio jest zanegowany - lub, równoważnie, przesunięty w fazie o 180 °.

Dlatego, aby rozróżnić lewy i prawy (czyli lewy wyprzedzający sygnał w porównaniu z prawym prowadzeniem sygnału) wystarczy porównać fazę sygnału audio z fazą sygnału przełączającego; istnieją tylko dwa możliwe wyniki (z wyjątkiem sytuacji, gdy ton audio jest nieobecny, a zatem faza jest niezdefiniowana).

Należy pamiętać, że dokładna znaleziona różnica faz będzie zależeć od wszystkich opóźnień w systemie, w tym w odbiorniku zewnętrznym ; ale to byłoby łatwe do kalibracji.

Zbudowałem symulację tego systemu przy użyciu GNU Radio i użyłem jej do stworzenia pokazanych wykresów i potwierdzenia, że ​​technika może dać wiarygodne wskazanie lewo / prawo (przynajmniej dla niemodulowanego wejścia ). Oto plik GNU Radio Companion i wygenerowany program w języku Python (wymagany GNU Radio 3.7+).

enter image description here

Zauważ, że chociaż sekcje RF tej symulacji wykorzystują złożone (analityczne) sygnały, nie ma w tych sekcjach nic, co mogłoby różnić się od wyników uzyskanych przy użyciu rzeczywiste sygnały przy niezerowym IF, jak to zwykle robi analogowa elektronika RF.

Z drugiej strony, w kierunku prostopadłym, nie jest możliwe rozróżnienie strony przedniej i tylnej; istnieje zasadnicza niejednoznaczność związana z symetrią układu antenowego. Żaden system namierzania nie jest w stanie rozróżnić kierunków, w których jego anteny są symetryczne; asymetria, która pozwala na opisaną tutaj dyskryminację, wynika raczej z przełączania anten niż z ich kształtu.

Ciekawy. Odbiór FM jest w zasadzie modulowany fazowo, więc ton wprowadza się poprzez modulację fazy za pomocą przełączania anteny. Nie działałby z foxhuntem AM, CW lub SSB - przynajmniej nie tak czysto, jak ton 640 Hz. Ale myślę, że masz rację, że ważne jest, aby anteny były oddalone od siebie o mniej niż 1/2 długości fali, więc jedna będzie prowadzić drugą, a ta, która prowadzi, jest bliżej. Wygenerowany z tego demodulowany ton FM miałby wygląd fali prostokątnej, której amplituda maleje im bliżej fazy są. Kusi mnie, żeby to zbudować, żeby móc to określić ...
@AdamDavis Myślę, że zadziałaby na AM, CW lub SSB, pod warunkiem, że nadal masz odbiornik FM. Jeśli modulujesz fazę któregokolwiek z tych sygnałów, odbiornik FM nadal odbiera to jako ton. Może nawet działać * lepiej *, ponieważ kiedy odbierasz FM za pomocą tego urządzenia, usłyszysz ton dodany do sygnału pasma podstawowego, ale podczas odbioru AM, CW lub SSB występuje odchylenie częstotliwości 0, więc ton musi konkurować tylko z hałasem atmosferycznym.
Nie jestem pewien, czy to wyjaśnienie działa. Pomijając ograniczenia szerokości pasma narzucone przez filtrowanie, wychodzący z tego sygnału w paśmie podstawowym wygląda jak fala prostokątna. Powiedz, kiedy przełącza się z anteny A na B, to zbocze narastające. Mówisz, że możesz poznać kierunek, patrząc na to, czy wznosimy się czy opadamy w momencie tej zmiany. Jednak odejdź od nadajnika o połowę długości fali, a teraz przełączenie z A na B daje opadającą krawędź.
@PhilFrost * „Myślę, że będzie działać dla AM, CW lub SSB, pod warunkiem, że nadal masz odbiornik FM.” * Dobra uwaga.
@PhilFrost Oddalenie się o pół długości fali jest równoważne cofnięciu się w czasie o pół okresu, więc ta część nie może mieć znaczenia. Co do reszty, myślę, że przetestuję swoje wyjaśnienie, budując symulację, jeśli znajdę wolny czas.
@PhilFrost Zbudowałem symulację i potwierdziłem, że działa. Tak, wyjście oglądane w paśmie podstawowym ma kształt fali prostokątnej, ale przełącza się między dwiema * fazami *, które mają stabilną zależność z fazą sygnału przełączającego. (Chciałbym dołączyć ilustrację, ale wymagałoby to animacji, której nie mam pod ręką narzędzi).
Teraz to widzę. Fazy ​​nie są istotne - jest to zmiana fazy. Dzięki za zdjęcia!


ⓘ
To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...