Способ определения профиля неоднородности среды с частотной дисперсией

 

Изобретение относится к радиолокации, в частности к способам дистанционного определения профиля неоднородностей среды с частотной дисперсией. Осуществляют зондирование исследуемой среды непрерывным ЛЧМ-сигналом с противоположным изменением знака скорости изменения частоты в каждом первом и втором циклах зондирования, запоминание частоты отраженных сигналов в обоих циклах зондирования,воспроиведение отраженных сигналов после завершения двух циклов зондирования. Воспроизведение отраженного сигнала второго цикла зондирования производится в обратном временном направлении. Перемножают эти два сигнала и получают информацию о допплеровском сдвиге частоты областей нестационарности. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) Р1)5 С О1 $13/95

ГОСУ АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

f10 И БРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ НТ СССР

Н A ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54)

НОРОД

СИЕЙ (57) лока диста кации ционн стран

П перем ,диспе ровск

На злект лиэ фиг.2 устро спосо

Ус содер изме вый r. (21) (22) (46) (72) (53) (56) средс

М.: В

Ав

Р 116

409372/24-09

12.04.88

3,11.90, Бюл, У 43 .В.Меньших

21.396.96 (088.8) упряга Н.П. Радиолокационные ва непрерывного излучения. ениздат, 1974, с. 36-38. орское свидетельство СССР

88(), кл, G 01 $ 13/95, 1985, ПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФИЛЯ НЕОДОСТИ СРЕДЫ С ЧАСТОТНОЙ ДИСПЕРзобретение относится к радиои, в частности к способам ционного определения профиля бретение относится к радиолов частности к способам дистанго зондирования среды распрония радиоволн. ь изобретения — определение щения областей с частотной:. сией путем измерения допплего сдвига частоты. фиг.1 приведена структурная ическая схема устройствà, реаего предложенный способ; на — временные диаграммы работы ства, реализующие предложенный ройство, реализующее способ, т первый генератор 1 линейно-. ющегося напряжения (ЛИН), пернератор 2 частотно-модулирован2 неоднородностей среды с частотной дисперсией, Осуществляют зондирование исследуемой среды непрерывным ЛЧМ-сигналом с противоположным изменением знака скорости изменения частоты в каждом первом и втором циклах зондирования, запоминание частоты отраженных сигналов в обоих циклах зондирования, воспроизведение отраженных сигналов после завершения двух циклов зондирования ° Воспроизведение отраженного сигнала второго цикла зондирования производится в обратном временном направлении. Перемножают эти два сигнала и получают информацию о допплеровском сдвиге частоты областей .нестационарности. 2 ил. ных колебаний (ЧМК), усилитель Э мощности, передающую антенну 4, приемную антенну 5, широкополосный усилитель

6 первый смеситель 7 частоты, второй (О генератор 8 частотно-модулированных колебаний (гетеродин), второй генератор 9 ЛИН, усилитель 10 промежуточной частоты, второй смеситель 11 частоты, гетеродин 12, первый фильтр 13 низких частот, первый анализатор 14 спектра,, первый индикатор 15, первый блок 16 е записи и воспроизведения, второй блок 17 записи и воспроизведения, перемножитель 13 напряжений, второй фильтр 19 низких частот, второй анализатор 20 спектра, второй индикатор

21, блок 22 синхронизации.

1608597

Сущность способа заключается в следующем.

Производят зондирование среды непрерывным ЛЧМ сигналом, дополнительно осуществляют запоминание текущих значений сжатого по частоте принимаемого сигнала, производят второе зондирование непрерывным линейно-частотно-модулированным (ЛЧМ) сигналом с равной 10 по абсолютной величине и противоположной по знаку скоростью изменения частоты, запоминают текущие значения сжатого по частоте второго принимаемого сигнала, одновременно воспроиз- 15 водят записанные сигналы, один из которых формируют в обратном временном направлении, перемножают воспроизводимые сигналы, фильтруют низкочастотную составляющую, измеряют частоту 20 низкочастотных колебаний, определяемую допплеровским сдвигом частоты (ДСЧ) обоих зондирующих сигналов на частотах, соответствующих групповой дальности до области нестационарнос- 25 ти, рассчитывают профиль неоднородности среды, При зондировании с противоположными по знаку скоростями изменения частоты излучения ДСЧ суммируются соот- 30 ветственно с противоположным знаком с частотой "сжатых" и преобразованных по спектру низкочастотных колебаний, определяющих групповую дальность до отражающего слоя ионосферы, При воспроизведении сигналов (одного в прямом, другого в обратном времени) частоты, определяющие групповую дальность, относятся к одному и тому же значению частоты диапазона эондирова- 40 ния, а их добавки в ниде ДСЧ суммируются с одним и тем же знаком в разностном низкочастотном сигнале, получаемом в результате перемножения воспроизводимых сигналов, 4S

Устройство, реализующее способ работает следующим образом, Передающий канал излучает ЧМК (в первом цикле зондирования с положительной скоростью модуляции частоты Р напри- 50 мер с (= P), Отраженный от неоднородной ионосферы сигнал поступает на вход усилителя 6 с приемной антенны 5. После сжатия спектра ЧМК в блоке 7 и дальнейшего преобразования частоты принимаемых сигналов в блоках

11 и 13 низкочастотный сигнал подвергается спектральному анализу в первом анализаторе 14 спектра и запоминается в блоке 16, Результаты спектрального анализа в виде. дистанционночастотной характеристики отображаются на первом индикаторе 15. Во втором цикле зондирования передатчик излучает ЧМК с (=-P, В приемной части принимается и обрабатывается ЧМК с с помощью гетеродинных колебаний блоков 8 и 12. Низкочастотные колебания записываются в блоке 17. Изменение режима работы генераторов 1, 9 и блоков 16 и 17 производится с помощью соответствующих сигналов блока 22 синхронизации. По окончании второго цикла зондирования блоки 16 и 17 переключаются в режим воспроизведения. Сигнал первого цикла зондирования воспроизводится в прямом времени (как записывался), а сигнал второго цикла зондирования - в обратном времени ° При этом ГЛИН 9 формируется напряжение развертки для второго индикатора 2 1. В каждый текущий момент времени воспроизведения значения частоты каждого из сигналов соответствуют групповой дальности до одного и того же отражающего слоя ионосферы.

Область значении этой частоты составляет - 100-300 Гц. В значениях частот сигналов имеются небольшие добавки в виде ДСЧ Q, лежащих в пределах единиц — долеи герц. 8 блоке 18 воспроизводимые сигналы перемножаются.

Низкочастотная составляющая U фильтруется ФНЧ 19, измеряется анализатором спектра 20. Результат отображается на втором индикаторе 21, Нестационарные области на индикаторе 21 выделяются в виде всплесков (фиг,2).

Формула из о бретения

Способ определения профиля неоднородности среды с частотной дисперсией, заключающийся в излучении непрерывного частотно-модулированного зондирующего сигнала с линейной модуляцией частоты от минимальной до максимальной частоты в первом цикле зондирования и от максимальной до минимальной частоты во втором цикле зондирования с постоянной по величине скоростью перестройки частоты в первом и втором циклах зондирования, приеме отраженного сигнала, определении разности частот зондирующего и отраженного сигналов, запоминании измеренной разности частот в N време н вт р ч

on e ча т до пл за оми то ц л пр и ча т

Фиг. 7

5 160

ых каналах как в первом, так и ом циклах зондирования, о т л и— ю шийся тем, что, с целью деления перемещения областей с отной дисперсией путем измерения еровского сдвига частоты, после нания измеренной разности часв N временных каналах для двух ов зондирования осуществляют восэведение запомненной разности от последовательно по всем вре-:

8597

6 менным каналам, причем для сигналов второго цикла зондирования воспроизведение осуществляют с противополож5 ным временным направлением по отноаению к первому циклу зондирования, определяют при .воспроизведении текущую разность между сигналами в каждой

i-паре временных каналов, по величине текущей разности частот определяют допплеровский сдвиг частоты области нестационарности.

1608597

Така)оВыв итульсы

° ° 4

° ° °

ИяперВал излучения ЭМК 3-го цикпа

Инаврбал излучения ЗИИ 2-га цикла

Перестройка ГЛИН-1

Инвердап приена ЗМК 1-га цикла т

Интврбал приеид ЯМИ Р-га цикла

I в) Инаербал рекииа Воспроиз0вденил

Перестройка ГЛИН-8. ИМражвнив индикапюра B л) AN 2 -га цикла

И 1-го цикла

Часиюва, с0танная с Высотой обла ти несяационарносви

Фиг. Я

Составитель А.Кочин

Редактор С.Патрушева Техред И.Дидык Корректор С.Черни

Заказ 3614 Тираж 452 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101