Цифровой метеорадиолокатор

 

Изобретение относится к метеорадиолокации. Цель изобретения - повышение точности определения параметров метеообъектов. Устр-во содержит приемопередающую антенну 1, антенный переключатель 2, логарифмический приемник 3, АЦП 4, осреднитель 5, передатчик 6, синхронизатор 7, блоки оперативной памяти 8 и 25, индикатор 9 кругового обзора, ЦАП 10-12, блоки вычитания 13 и 24, блоки совпадения 14-18, блоки постоянной памяти 19-23 и 26 и блоки 27 эл-тов И. Отраженные от метеообъекта сигналы принимаются антенной 1 и далее через переключатель 2 поступают на приемник 3. Затем сигнал преобразуется в цифровую форму и сглаживается. Из полученного сигнала, зависящего от азимута, угла места антенны и дальности цели, вычитается поправка, приходящая из блока оперативной памяти 25. Результирующий сигнал из блока вычитания 13 затем преобразуется в аналоговую форму и далее поступает на индикатор 9. В данном устройстве результирующий сигнал точно характеризует отражаемость метеоцели, а уходы постоянной радиолокатора компенсируются по сигналу репера. 1 ил.

Изобретение относится к метеорадиолокации и может быть использовано в службах штормооповещения, градозащиты и управления воздушным движением. Целью изобретения является повышение точности определения параметров метеообъектов. На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого метеорадиолокатора. Цифровой метеорадиолокатор содержит приемопередающую антенну 1, антенный переключатель 2, логарифмический приемник 3, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, осреднитель 5, передатчик 6, синхронизатор 7, первый блок 8 оперативной памяти, индикатор 9 кругового обзора, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) 10-12, первый блок 13 вычитания, блоки 14-18 совпадения, блоки 19-23 постоянной памяти, второй блок 24 вычитания, второй блок 25 оперативной памяти, шестой блок 26 постоянной памяти и блок 27 элементов И. Передатчик 6 формирует зондирующий сигнал, который поступает в приемопередающую антенну 1 через антенный переключатель 2. Отраженные от метеообъекта сигналы принимаются антенной 1 и далее через антенный переключатель 2 поступают в корректированный на R² логарифмический приемник 3. Далее сигнал преобразуется в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем 4 и поступает на осреднитель 5. В осреднителе 5 производится сглаживание сигнала и, тем самым, существенное уменьшение его шумовой составляющей. В процессе работы осреднителя 5S/ϕ, γ, r зависит от азимута ϕ, угла места g антенны и дальности цели r. В блоке 13 из сигнала S(ϕ, γ, r) вычитается поправка ΔS, приходящая от блока 25. Далее сигнал с выхода блока 13 (1) попадает на вход третьего ЦАП 12, где преобразуется в аналоговую форму, и далее поступает на сигнальный вход индикатора обзора 9. На входы развертки индикатора 9 подаются сигналы sinϕ и cosϕ (ϕ-азимут), преобразованные в аналоговую форму ЦАП 10 и ЦАП 11. Синхронизация передатчика 6, приемника 3, АЦП 4 и индикатора 9 осуществляется импульсом синхронизации от синхронизатора 7. На втором выходе синхронизатора 7 формируется параллельный код. Двоичное число, определяемое этим кодом, соответствует номеру текущего подинтервала дальности и номеру ячейки памяти в блоке 8. Частота смены адресного кода зависит от длительности подинтервала Δt. Так, Δt 3,3 мкс соответствует расстоянию Δr 0,5 км. В процессе работы метеорадиолокатора при совпадении азимута, угла места и расстояния до наблюдаемого объема с этими параметрами репера становятся попарно одинаковыми коды на входах блоков 14-18: соответственно sinϕ и sinϕ_o, cosϕ и cosϕ_o sinγ и sinγ_o, cosγ и cosγ_o, а также r r_o. На выходах этих блоков одновременно появляются импульсы, которые поступают на блок 27 элементов И, на выходе которого появляется импульс, поступающий на второй вход блока 25. В момент прихода этого импульса на первый вход блока 25 поступает от блока 24 разность между сигналом репера S_р и исходным значением сигнала репера S_o, записанным при настройке ΔS=S_р=S_o, (2) сигналы S_р и S_o поступают на блок 24 от соответственно осреднителя 5 и блока 26. Разность ΔS записывается в блоке 25 по импульсу от блока 27 элементов И. Эта величина и составляет сигнал поправки в (1). Входящий в эту формулу сигнал на выходе осреднителя 5 S(ϕ, γ, t) это фактически сигнал на выходе обычного метеорадиолокатора. Этот сигнал определяется логарифмом отражаемости η цели (т. е. метеообъекта, в том числе репера) и логарифмической постоянной радиолокатора lgC S(ϕ, γ, t) = lgη(ϕ, γ, t)+lgC (3) Величина lgC в этой формуле не зависит от параметров объекта наблюдения и определяется только характеристиками метеорадиолокатора: мощностью передатчика 6, чувствительностью приемника 3, широкой диаграммы направленности антенны 1 и т.д. Под влиянием перечисленных дестабилизирующих факторов происходит медленное изменение величины логарифмической постоянной lgC. В результате этого изменения величины lgC имеет ошибку lgC = lgC_o+Δ(lgC), (4) где LgC_o величина логарифмической постоянной, определенная при настройке метеорадиолокатора. При вычитании в блоке 24 получается фактически величина Δ(lgC), так как значение η для репера остается неизменным. Величина D(lgC) запоминается в блоке 25 и затем вычитается из значений сигнала. Соответственно на выходе блока 13 сигнал равняется (5)
Таким образом, сигнал S₁ точно характеризует отражаемость метеоцели, а уходы постоянной радиолокатора компенсируются по сигналу репера.

Формула изобретения

Цифровой метеорадиолокатор, содержащий приемопередающую антенну, связанную с антенным переключателем, вход которого соединен с выходом передатчика, а выход подключен к входу логарифмического приемника, последовательно соединенные осреднитель и первый блок вычитания, индикатор кругового обзора и синхронизатор, первый выход которого подключен к входам синхронизации передатчика, логарифмического приемника и индикатора кругового обзора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения параметров метеообъектов, введены последовательно соединенные первый блок постоянной памяти и первый блок совпадения, последовательно соединенные второй блок постоянной памяти и второй блок совпадения, последовательно соединенные третий блок постоянной памяти и третий блок совпадения, последовательно соединенные четвертый блок постоянной памяти и четвертый блок совпадения, последовательно соединенные пятый блок постоянной памяти и пятый блок совпадения, последовательно соединенные шестой блок постоянной памяти и второй блок вычитания, аналого-цифровой преобразователь, три цифроаналоговых преобразователя, два блока оперативной памяти и блок элементов И, при этом выход логарифмического приемника через аналого-цифровой преобразователь подключен к первому входу осреднителя, второй вход которого соединен с выходом первого блока оперативной памяти, вход которого соединен с вторым выходом синхронизатора и с вторым входом пятого блока совпадения, второй вход первого блока совпадения соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу развертки индикатора кругового обзора, второй вход развертки которого соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с вторым входом второго блока совпадения, выход синуса азимута, выход косинуса азимута, выход синуса угла места и выход косинуса угла места приемопередающей антенны подключены к вторым входам соответственно первого, второго, третьего и четвертого блоков совпадения, выходы которых подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому входам блока элементов И, пятый вход и выход которого соединены соответственно с выходом пятого блока совпадения и с первым входом второго блока оперативной памяти, второй вход и выход соединены соответственно с выходом второго блока вычитания и с вторым входом первого блока вычитания, выход которого через третий цифроаналоговый преобразователь подключен к сигнальному входу индикатора кругового обзора, выход осреднителя подключен к второму входу второго блока вычитания, первый выход синхронизатора подключен к входу синхронизации аналого-цифрового преобразователя.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---