Development of a wideband direction finding system

Abstract

Yön bulma sistemlerinin mobil uygulamaları için 150 MHz'den 3 GHz'e kadar frekans aralığında çalışabilen nispeten küçük geniş band anten tasarlanmış ve üretilmiştir. Önerilen anten yönlü geniş bantlı bir anten olup, çalıştığı en düşük frekans göz önüne alındığında elektriksel olarak küçük boyutlarda kenarları yay şeklinde papyon antendir. Tasarlanan antenin simülasyon ve ölçüm değerleri birbiri ile örtüşmektedir. Antenin performansı hem tam yansımasız odada hem de açık alanda yapılan ölçümlerle doğrulanmıştır. Ayrıca, ticari bir yön bulma anteni ile kıyasslanma yapılmıştır. Testler sırasında, yakalanan sinyalin faz farkına dayalı olan interferometri yöntemi ile birlikte genlik bilgisi ve faz bilgisinin birlikte kullanıldığı yön bulma algoritmaları kullanıldı. Yanı sıra, k-ortalama kümesi istenmeyen çevresel etkilerden oluşan hataları azaltmak için kullanıldı.

Relatively small wideband antenna is designed and manufactured for the mobile application of direction finding systems for the frequency range from 150 MHz to 3 GHz. The proposed directional wideband antenna is a rounded-edge directed bow-tie antenna which is electrically small when considering at lower operating frequencies. A good agreement is obtained between the simulation and measurement results of the designed antenna. The performance of the antenna for direction finding applications is verified both in anechoic chamber measurements and in open field measurements. In addition, in open field direction finding measurements the proposed antenna is compared with a commercial antenna. During the tests, one of the angle of arrival estimation technique based on phase differences of the signal at the antenna elements, interferometer method, and combination of the phase differences and amplitude values of the captured signal were used. As well as, k-means clustering used to reduce undesired error due to environmental effects.