Устройство для отображения информации о загрязнениях морской поверхности нефтепродуктами

 

Цель изобретения - улучшение точности идентификации нефтяных загрязнений морской поверхности. Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор, приемопередатчик и антенный блок, генератор разверток, блок управления и последовательно соединенные усилитель считывания и блок отображения информации. Дополнительно введены коммутатор временной автоматической регулировки усиления, последовательно соединенные амплитудный селектор, усилитель записи, коммутатор усилителя записи, запоминающая электронно-лучевая трубка, усилитель разверток, коммутатор модулятора, коммутатор мишени и коммутатор усилителя считывания.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

„„SU„„1541550 А1 (51) 5 G 01 S 13/95 (21) 3704874/24-09 (22) 27. 02.84 (46) 07.02 90. Бюл. И 5 (71) Киевский политехнический институт им. 0-летия Великой Октябрьской социалистичес кой революции (72) Н.В. Дружинин, А.P. Павленко, В. Г. Абакумов, A.Ä. Аль-Кадими (Щ) >

A,И, Калмыков и А.П. Пичугин (53) 621 ° 396.962. 3 (088.8) (56) физика атмосферы и океана. Изв.

АН СССР, 1977, т. 13, М" 4, Радиоэлектрони ка за рубежом, вып. 14 НИИЭИР, 1978. (S4) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ

ИНФОРМАЦИИ О ЗАГРЯЗНЕНИЯХ МОРСКОЙ

ПОВЕРХНОСТИ HFФТЕПРОДУКТАМИ, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, приемопередатчик и антенный блок, генератор разверток, блок управления и последовательно соединенные усилитель считывания и блок отображения информации, причем первый выход блока управления подключен к второму входу блока отображе" ния информации, третьи и четвертые входы которого подключены к первому и второму выходам генератора разверток соот ветст венно, второй выход задающего генератора подключен к пер" вым входам блока управления и генератора разверток, второй выход антенного блока подкпючен к второму входу генератора ра з верток, а второй вход блока управления является входом устройства для отображения информации о загрязнениях морской поверхности нефтепоодуктами, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью улучшения т оч ности идент ифи ка ции нефтя ных загрязнений морской поверхности, введены коммутатор временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ), последовательно соединенные амплитудный селектор, усилитель записи, коммутатор усилителя записи, запо" минающая электронно-лучевая трубка (ЗЭЛТ), усилитель разверток, коммутатор модулятора, коммутатор мишени и коммутатор усилителя считывания, причем второй выход блока управления соединен с катодом ЗЭЛТ, третий выход блока управления соединен с первыми входами коммутатора модулятора и коммутатора мишени, четвертый выход блока упра вления соединен с вторыми входами коммутатора моду" лятора и коммутатора мишени, вторым входом коммутатора усилителя .записи и входом коммутатора ВАРУ, пятый вы" ход блока управления подключен к третьим входам коммутатора модулятора и коммутатора мишени и первым входом коммутатора усилителя считывания> выход которого подключен к входу усилителя считывания, выход приемопередатчика соединен с входом амплитудного селектора, первый и второй выходы генератора разверток через усилитель разверток соединены с входами отклоняющих катушек ЗЭЛТ, выход коммутатора модулятора соединен с модулятором ЗЭЛТ, выход мишени ЗЭЛТ подключен к входу коммутатора усилителя считывания, выходу коммутатора усилителя записи и через сопротивление нагрузки к выходу коммутатора мишени, 1541550

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для визуального отображения загрязненных участков водной поверхности.

Цель изобретения - улучшение точности идентифи ка ции нефтя ных за грязнений морской поверхности.

На фиг. ll представлена структурная электрическая схема устройства для отображения информации о загрязнениях морской поверхности нефтепродуктами, на фиг. 2 - пример выполнения блока управления, на фиг., 3 пример выполнения второго формирователя, на фиг. 4 - пример выполнения мишени за поми на ющей электронно-лучевой трубки.

Устройство (фиг.l) содержит приемопередатчик 1, антенный блок 2, амплитудный селектор 3, усилитель 4 записи, коммутатор 5 усилителя записи, задающий генератор 6, коммутатор 7 временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ), блок 8 управления, блок 9 отображения информации, коммутатор 10 модулятора, запоминающую электронно-лучевую труб ку (ЗЭЛТ) 11, коммутатор 1? мишени, коммутатор 13 усилителя считывания, усилитель l 4 считывания, генера тор

15 разверток, усилитель 16 разверток и сопротивление 17 нагрузки, а блок 8 управления (фиг. 2) содержит первый триггер 18, второй триггер 1 третий триггер 20„четвертый триггер

21, первый формирователь 22, второй формирователь 23, первый элемент

И-НЕ 24, второй элемент И-НЕ 25,третий элемент И-MF 26, первую линию

27 задержки, первый элемент НЕ 28, вторую линию 29 задержки, элемент И

30 и ключ 31, а второй формирователь

23 (фиг. 3) содержит счетчик 32, делитель 33 частоты, коммутатор 34 формирователя, пятый триггер 35, шес той триггер 36, четвертый элемент

И-ME 37, пятый элемент И-НЕ 38, шестой элемент И-HE 39, второй элемент

НЕ 40, третий элемент IE 41 и второй элемент И 42, а мишень ЗЭЛТ 11 (фиг.4) содержит диэлектрическую мозаику 43, проводящую подложку 44 и выравнивающую сетку 45.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени замыкается ключ 31 блока 8 управления, и по команде, формируемой на четвертом

"5

55 выходе блока 8 управления, устройство для отображения информации о загрязнениях водной поверхности нефтепродуктами переводится в.режим "Подготовка". По этой команде с выходов генератора 15 разверток, на входы которого подаются синусно-косинусные напряжения от антенного блока 2 и синхроимпульсы от задающего генератора 6, напряжения через усилитель

16 разверток поступают на фокусирующе-отклоняющую систему ЗЭЛТ 11, формирующую радиально-круговой растр, причем луч ЗЭЛТ l l отпирается полност ью п ода ющимися на катод ЗЭЛТ 11 с трет ьего выхода блока 8 упра вления импульсами, по длительности совпадающими с прямым ходом развертки. Электронный луч постоянной плотности ска" нирует диэлектрическую поверхность мишени . При этом коммутатор 5 усилителя записи и коммутатор 13 усилителя считывания отключают усилитель 4 записи и усилитель 14 считывания от выхода ЗЭЛТ 11. На проводящую подложку 44 мишени через сопротивление 17 (R„ 59 кОм) подается смещающее напряжение с коммутатора 12 мишени. Величина смещающего напряжения на 4В меньше напряжения выравнивающей сетки 45, которая находится под по" стоянным потенциалом (например, на проводящую подложку триггера 18 подается +495 В, а на выравнивающую сетку +500 В) .

Коэффи циент вторичной электронной эмиссии диэлектрика мишени s этом случае больше единицы, и элементы ди" электрической мозаики 43 приобретают положительный заряд. Потенциал элементов диэлектрической мозаики 43 будет повышат ься до тех пор, пока не будет достигнут потенциал выравнивающей сетки 45. После ?-3-кратного сканирования все элементы диэлектрической мозаики 43 мишени будут иметь потенциал +5 В по отношению к потенциалу проводящей подложки 44 мишени (фиг. 4) . Вторичные электроны собираются выравнивающей сеткой 45 (фиг.3), т.е. элементы диэлектрической мозаики 43 приобретают потенциал, равномерный по всей поверхности, после чего устройство автоматически переводится командой с второго выхода блока 8 управления в режим "Запись".

При этом коммутатор 7 ВАРУ разрывает цепь ВАРУ, которая более не препят5 154 ствует появлению в видеосигнале составляющей, характеризующей рассеяние сигнала PIC на мелкоструктурной морской ряби: коммутатор 5 усилителя записи разрешает прохождение видеосигнала на проводящую подложку 44 мишени ЗЭЛТ 11, коммутатор 10 модулятора на модулятор ЯЭЛТ 11 подает напряжение, соответствующее типовому режиму. На выходе коммутатора l2 мишени устанавливается напряжение порядка +15 В, которое через сопротивление 17 подается на проводящую подложку 44 мишени ЗЭЛТ 11. Генератор

15 ра з верток обеспечи ва ет раз верт ку луча ЯЭЛТ 11 в радиально-круговой растр, вращающийся синхронно и синфазно с антенной РЛС.

Видеосигнал с приемопередатчика 1 поступает на вход амплитудного селектора 3, который проп ус ка ет на вход усилителя 4 записи только ту часть сигнала, амплитуда которого находится в пределах диапазо.-e, задаваемого в амплитудный селектор 3 внешней оперативной регулировкой. Далее сигнал, усиленный усилителем 4, поступает через коммутатор .5 на мишень ЗЭЛТ

11.

В течение последующего режима записи потенциал проводящей подложки

44 мишени ЯЭЛТ 11 модулируется входным видеосигналом, предста вляющим собой рассеянный сигнал морской йоверхности с нефтяными загрязнениями, в то время как электронный луч по" стоянной плотности сканирует мишень по всей ее поверхности по закону радиально-кругового растра, Для эффективного выделения сигналов нефтяного пят на или нефт епр оду кт ов и з ра ссея нных морской поверхностью зонлирующих сигналов производится интегрирование декоррелированных сигналов в ЗЭЛТ за счет многократного на копления, что позволяет увеличить соотношение сигнал/шум и т ем са мым повысит ь вер оят ност ь обна ружения пятна, В зависимости от выбранного количества кадров накопления размах записываемого видеосиг. нала и, следовательно, потенциал подложки 44 регулируется в пределах

0-5 В соответственно для уровня "белого" и пчерного". Коэффициент вторичной электронной эмиссии элементов диэлектрической мозаики 43 С 1

И электронный луц смещает потенциал их (элементов) в сторону потенциала катода, У

1550 о когда коммутирует данный участок.После и-кратного сканирования мишени радиально-круговым растром на диэлек трицеской моза.ике 43 образуется по" тенциальный рельеф, представляющий собой "средненную" запомненную радиолока ционную обстановку.

В результате накопления те участки диэлектрической мозаики 43, на которых записывался уровень "белого" (т.е. уровень вкдеосигнала на этих участках был минимален, что соответствовало отраженному сигналу от загрязнения), приобретают потенциал величиной в - 15Â, а участки, на которых записывался уровень "чер" ного" (т.е. уровень видеосигнала на этих участках был максимален, что

20 соответствовало отраженному сигналу от чистой поверхности), приобретают потенциал величиной в -20 В.

В режиме "Яаписьн предусмотрена возможность накопления 2,4,8, 16 или

20,40,80,160,320 радиолокационных изображений, оперативно выбирается в зависимости от степени волнения моря . Вь1бор количества накапливаемых иэображений производится в блоке зо 8 управления

По окончании режима "Запись" на пятом выходе блока 8 управления устана вливается команда "Считывание". В результате на выход коммутатора 10 модулятора подается напряжение, соот ветст вующее типовому режиму, а на выходе аналогичного коммутатора 12 мишени устанавливается напряжение порядка +1О В.

Те части диэлектрической мозаики

43 ЯЭЛТ 11, на которых был записан уровень "белого", будут иметь по отношению к катоду ЗЭЛТ 11 потенциал

-5 В, а части, на которых был записан уровень "черного" - потенциал ,-10 В, уровни "серого" принимают про. межутоцное значение от -5 до -10 В по отношению к катоду ЗЭЛТ 11. Be" личина напряжения проводящей подложки 44 (+10 В) выбрана так, чтобы электронный луч мог пройти в промежутках между изолированными островками диэлектрической мозаики 43 в областях, где записан уровень "белого" и не мог пройти, где записан уровень нчеоного"

Йа копленный потенциал ьныи рельеф в режиме "Считывание" изменяет траек. тории электронов считывающего луча.

Электронный луц с постоянной плотно1541550 стЬю тока коллимйруется таким образом, чтобы электроны попадали на мишейь под прямым углом. Заряженные диэлектрические и проводящие элементы мишени ЗЭЛТ 11 образуют некоторое

5 подобие электростатической сетки, которая упра вляет величиной тока электронного луча, достигающего мишени. В цепи сопротивления 17 будет протекать ток, величина которого однозначно связана с накопленным потенциалом. С приходом на второй вход коммутатора 13 усилителя считывания команды "Считывание" разрешается про- 15 хождение счита нного си г нала через усилитель 14 считывания на первый вход блока 9 отображения информации, на другие входы которого подаются с генератора 15 разверток напряжения развертки. На экране при этом наблюдается фрагмент морской поверхности с имеющимися пятнами.

Блок 8 управления (фиг.?) функционирует следующим образом. 25

Команда "Пус.к" вырабатывается первым формирователем 22 при замыкании ключа 31. При этом первый и второй три гг еры 18 и 19 переводятся в состояние, соот ветст вующее режиму ур "Подготовка", одновременно по перво.му входу. запускается второй формирователь 23, а третий и четвертый триггеры 20 и 21 устанавливаются в "1" по выходам Q. Синхронизируемый импульсами курсовой отметки с антенного блока 2 РЛС (от преобразователя уголкод) второй формировател ь 23 вырабатывает на первом выходе импульс, длительность которого соответствует 40 заранее заданному числу оборотов антенны, выбираемому по наилучшему стиранию. На это время открывается коммутатор 10 модулятора ЗЭЛТ 11 и осуществляется стирание ранее записанной 4> информации. По заднему фронту сформированного импульса на втором выходе второго формирователя 23 вырабатывается короткий импульс, который через ,открытые третьим и четвертым триггерами 20 и 21 элемент И 30 и третий элемент И-НЕ ? 6 переводит первый и второй триггеры 18 и 19 в режим "За;. письн и через вторую линию 29 задержки по второму входу запускает вновь второй формирователь 23 и переводит четвертый триггер 21 в исходное состояние. Далее второй формирователь

23 вырабатывает на пер вом выходе и мпульс ("временные ворота"), равный по длительности 1, 2, 4, 8 или 16 оборотам антенны, или, при подключении делителя частоты 33, соответственно (1, 2, 4, 8, 16) х 20 оборота м.

Время, задержки на второй линии

29 задержки выбирается достаточным для перекоммутации ЗЭЛТ 11 из режима "Подготовка" в режим "Запись".

По заднему фронту "временных ворот" импульс с второго выхода второго формирователя 23 через элементы И 30 и

И-НЕ. 25 переводит первый и второй триггеры 18 и 19 в режим "Считывание и через первую линию 27 задержки, третий триггер 20 - в исходное состояние. При поступлении новой команды "Пуск" описанный процесс повторяется.

Второй формирователь 23 (фиг.3) ра ботает следующим обра з ом.

Импульсы отметки курса поступают на счетчик 32, с выходов которого меандры длительностью 1, 2, 4, 8 или 16 оборотов антенны подаются на коммутатор 34, переключаемый с пульта управления (переключающие связи не показаны) . По выбору оператора соответствующий меандр поступает непосредст венно либо с выхода коммутатора 34, либо через делитель 33 ча" стоты на вход четвертого элемента

И-НЕ 37 и на входы третьего элемента

НЕ 41 и второго элемента И 42. По" следние формируют короткий импульс по положительному перепаду меандра.

Если на первый и второй входы второго формирователя 23 поступает импульс запуска, то шестой триггер 36, перебрасываясь, открывает шестой элемент И-НЕ 39, и тогда очередной короткий импульс перебрасывает пятый триггер 35, открывая четвертый элемент И-HE 37, и положительный перепад меандра, проинвертированный четвертым элементом И-НF 37 поступает на первый вь!ход формирователя

23. По заднему фронту перепада импульс с выхода пятого элемента И-ПЕ

38 переводит пятый и шестой триггеры

35 и 36 в исходное состояние и поступает на второй выход второго фор" мирователя 23.

Сравнительный анализ показал, что предла гаемое .устройство обеспечи ва"

9 1541550

1О ет лучшее качество отображения мор- получать более качественную информаской поверхности за счет накопления цию о степени загрязнения морской сигнала и, следовательно, позволяет поверхности нефтепродуктами.

1541550

Первый быт6 даорвй 6ьацд

Пер5ыи бтд

Редактор Е. Папп

Заказ 278 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям лри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 !! !! да зрю раэИал уги-кФ

Составитель В. Родзивилов

Техред М. Ходанич Корректор Jl. Патай