Способ синхронизации аппаратуры наклонного зондирования ионосферы при помощи сигналов с линейной частотной модуляцией

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для синхронизации диагностической аппаратуры наклонного зондирования ионосферы. Достигаемый технический результат - сокращение времени синхронизации. Способ характеризуется тем, что осуществляют режим излучения ЛЧМ передатчика на скользящей частоте f со скоростью 100 кГц/с в узком интервале частот от f_н до f_к=f_н+100 кГц, осуществляя режим «пилы» с периодом повторения ΔТ=1 с, ЛЧМ приемник настраивают на фиксированную частоту f_пр, принадлежащую интервалу от f_н до f_к=f_н+100 кГц с полосой пропускания Δf=300 Гц, а НЧ выход ЛЧМ приемника подключают на вход Y осциллографа, развертку которого осуществляют с выхода секундных импульсов синхронометра, после чего корректируют задержку в синхронометре, учитывают рассогласование шкал времени ЛЧМ передатчика и ЛЧМ приемника, вычисляют по формуле Δt₁=(f_пр-f_н)/f временную поправку, которую вводят в синхронометр, затем снова осуществляют излучение ЛЧМ импульсов, а ЛЧМ приемник переключают в режим ЛЧМ с полосой пропускания Δf=4 кГц и, корректируя задержку в синхронометре, добиваются, чтобы радиосигнал попал в полосу пропускания ЛЧМ приемника. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике, предназначено для синхронизации диагностической аппаратуры наклонного зондирования ионосферы при помощи сигналов с линейной частотной модуляцией и может использоваться в KB радиолокации.

Известны способы синхронизации при помощи GPS [1], а также «временной» и «частотный» способ при помощи ЛЧМ сигналов.

Наиболее близким по технической сущности является способ синхронизации аппаратуры при радиолокации, в том числе и при наклонном зондировании ионосферы, при котором осуществляют излучение/прием радиосигналов ЛЧМ передатчика на скользящей частоте со скоростью 100 кГц/с в интервале частот от f_н до f_к=f_н+100 кГц, с периодом повторения ΔТ=1 с. Частота f_н лежит в интервале частот прохождения радиосигнала и может изменяться по согласованной программе в процессе синхронизации.

Однако в известных способах синхронизации процесс синхронизации занимает несколько минут, а для первого способа требуются специальные радиоприемники GPS.

Техническим результатом заявляемого способа является сокращение времени синхронизации аппаратуры.

Этот технический результат достигается тем, что при синхронизации аппаратуры наклонного зондирования ионосферы при помощи сигналов с линейной частотной модуляцией, при которой осуществляют режим излучения ЛЧМ передатчика на скользящей частоте с скоростью 100 кГц/с в узком интервале частот от f_н до f_к=f_н+100 кГц, осуществляя режим «пилы» с периодом повторения ΔТ=1 с, причем частота f_н лежит в интервале частот прохождения и может изменяться по согласованной программе в процессе синхронизации, согласно изобретению, ЛЧМ приемник настраивают на фиксированную частоту, принадлежащую интервалу от f_н до f_к=f_н+100 кГц с полосой пропускания Δf=300 Гц, а НЧ выход ЛЧМ приемника подключают на вход Y осциллографа, развертку которого осуществляют с выхода секундных импульсов синхронометра, после чего, корректируя задержку в синхронометре, добиваются, чтобы начало импульса «метки» ЛЧМ сигнала, пробегающего частоту настройки приемника f_пр, пропорциональной рассогласованию шкал времени ЛЧМ передатчика и ЛЧМ приемника, соответствовало началу развертки осциллографа, после чего вычисляют по формуле Δt₁=(f_пр-f_н)/f временную поправку, которую вводят в синхронометр, затем снова осуществляют излучение ЛЧМ импульсов передатчиком с периодом повторения ΔТ=1с, а ЛЧМ приемник переключают в режим ЛЧМ с полосой пропускания Δf=4 кГц и, корректируя задержку в синхронометре, добиваются, чтобы радиосигнал попал в полосу пропускания ЛЧМ приемника, при этом выходной НЧ сигнал приемника наблюдают на осциллографе как тональный сигнал.

На фиг.1 приведена структурная схема радиокомплекса с непрерывным ЛЧМ сигналом, поясняющая способ.

Радиокомплекс содержит приемную и передающую части. Причем ЛЧМ передатчик содержит синхрометр, ЛЧМ синтезатор, усилитель мощности, а ЛЧМ приемник - усилитель высокой частоты, смеситель, синхрометр, ЛЧМ синтезатор, усилитель низкой частоты - осциллограф (фиг.1).

Синхронизация производится следующим образом.

На первом этапе осуществляют работу ЛЧМ передатчика в режиме излучения на скользящей частоте со скоростью 100 кГц в узком интервале частот от f_н до f_к=f_н+100 кГц, то есть осуществляют режим «пилы» с периодом повторения ΔТ=1 с. Частота f_н лежит в интервале частот прохождения и может изменяться по согласованной программе в процессе намерений.

ЛЧМ приемник настраивают на фиксированную частоту, принадлежащую интервалу от f_н до f_к=f_н+100 кГц с полосой пропускания Δf=300 кГц. Тогда, если подключить НЧ выход ЛЧМ приемника на вход Y осциллографа, а его развертку осуществлять с выхода секундных импульсов синхронометра (Ч7-15 или Ч7-37), то ЛЧМ сигнал, пробегая частоту настройки приемника f_пр, будет давать «метки», пропорциональные рассогласованию шкал времени ЛЧМ передатчика и ЛЧМ приемника; затем, корректируя задержку в синхронометре, добиваются, чтобы начало импульса «метки» соответствовало началу развертки осциллографа. При этом временную поправку, которую вводят в синхронометре перед вторым этапом синхронизации, вычисляют по формуле:

Δt₁=(f_пр-f_п)/f

На втором этапе передатчик также излучает ЛЧМ импульсы с периодом повторения ΔТ=1 с, а ЛЧМ приемник переключают в режим ЛЧМ с полосой пропускания Δf=4 кГц и, корректируя задержку и синхронометре, добиваются, чтобы радиосигнал попал в полосу пропускания ЛЧМ приемника, при этом выходной НЧ сигнал приемника наблюдается на осциллографе как квазигармонический сигнал определенной частоты (тональный сигнал). Тогда разностная частота для ЛЧМ приемника будет пропорциональна:

F_пр=(df/dt)Δt_изм,

где Δt_изм=t_гр-Δt_pacc

t_гр - время группового распространения от ЛЧМ передатчика до ЛЧМ приемника;

Δt_pacc - время рассогласования шкал времени передатчика и приемника.

Коррекция проводится в течение нескольких циклов излучения (каждый длительностью 1 с).

При скорости изменения частоты df/dt=100 кГц/с (скорость изменения частоты современных ЛЧМ ионозондов) точность синхронизации может достигать до 10 мкс.

К достоинствам заявляемого способа синхронизации можно отнести то, что отпадает необходимость в дорогостоящей аппаратуре GPS навигации, а также сокращается время синхронизации с 5 мин до 1 мин.

Источники информации

1. RU 2236692 C2.

Способ синхронизации аппаратуры наклонного зондирования ионосферы при помощи сигналов с линейной частотной модуляцией, при котором осуществляют режим излучения ЛЧМ передатчика на скользящей частоте f со скоростью 100 кГц/с в узком интервале частот от f_н до f_к=f_н+100 кГц, осуществляя режим «пилы» с периодом повторения ΔТ=1 с, причем частота f_н лежит в интервале частот прохождения и может изменяться по согласованной программе в процессе синхронизации, отличающийся тем, что ЛЧМ приемник настраивают на фиксированную частоту, принадлежащую интервалу от f_н до f_к=f_н+100 кГц с полосой пропускания Δf=300 Гц, а НЧ выход ЛЧМ приемника подключают на вход У осциллографа, развертку которого осуществляют с выхода секундных импульсов синхронометра, после чего, корректируя задержку в синхронометре, добиваются, чтобы начало импульса «метки» ЛЧМ сигнала, пробегающего частоту настройки приемника f_пр, пропорциональной рассогласованию шкал времени ЛЧМ передатчика и ЛЧМ приемника, соответствовало началу развертки осциллографа, после чего вычисляют по формуле Δt₁=(f_пр-f_н)/f временную поправку, которую вводят в синхронометр, затем снова осуществляют излучение ЛЧМ импульсов передатчиком с периодом повторения ΔТ=1 с, а ЛЧМ приемник переключают в режим ЛЧМ с полосой пропускания Δf=4 кГц и, корректируя задержку в синхронометре, добиваются чтобы радиосигнал попал в полосу пропускания ЛЧМ приемника, при этом наблюдают выходной НЧ сигнал приемника на осциллографе как тональный сигнал.