Система для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде

Предлагаемая система относится к спасательным средствам и может быть использована для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, и определения его местоположения. Система содержит спасательный жилет с источниками (1, 2) света, передатчиками (19, 20) с передающими антеннами (21, 22) соответственно и приемник, установленный на пункте контроля. Спасательный жилет также содержит источник энергии (3), кабели (4,5), патроны (6, 7), мембраны (8, 9), рычаги (10, 11), контакты (12, 13), пневмомагистраль (14), воздушные полости (15, 16), уплотнительные кольца (17, 18). Приемник содержит приемные антенны (23-25), усилители высокой частоты (26-28), гетеродины (29, 30), смесители (31-33), усилители промежуточной частоты (34-36, 59-62), перемножители (37, 39, 40, 76, 77, 88, 89), узкополосные фильтры (38, 41, 42, 57, 78, 79, 90, 91), блоки корреляторов (43, 44), пороговые блоки (45, 46, 49, 50, 73, 75, 85, 87), ключи (47, 48, 51, 52, 65, 68, 69, 70, 71), амплитудные детекторы (63, 64, 66, 67), блок регистрации (55), фазометры (53, 54, 82, 83, 94, 95), корреляторы (72, 74, 84, 86). Достигается расширение диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродинов. 6 ил.

 

Предлагаемая система относится к спасательным средствам и может быть использована для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, и определения его местоположения.

Известны спасательные системы и устройства (авт. свид. СССР №№431063, 637298, 765113, 988655, 1348256, 1505840; 1588636, 1615054, 1643325, 1664653; патенты РФ №№2000995, 2038259, 2043259, 2051838, 2193990, 2240950; патенты США №№3621501, 4889511; патент Великобритании №1145051 и другие).

Из известных систем и устройств наиболее близкой к предлагаемой является «Система для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде» (патент РФ №2240950, В63С 9/20, 2003), которая и выбрана в качестве прототипа.

Указанная система обеспечивает подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.

Однако с точки зрения расширения диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродинов целесообразно не подавлять, а использовать дополнительные каналы приема.

Технической задачей изобретения является расширение диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродинов путем использования зеркальных каналов приема и одновременной пеленгации нескольких источников излучения ФМн-сигналов.

Поставленная задача решается тем, что система для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, включающая, в соответствии с ближайшим аналогом, спасательный жилет, надетый на человека и содержащий два источника света, один из которых расположен в грудной области спасательного жилета, а другой - в заспинной его области, источник тока, два размыкателя электрической цепи, две сообщающиеся герметичные емкости, каждая из которых отделена от окружающей среды мембраной, при этом одна из герметичных емкостей расположена в грудной области спасательного жилета, а другая - в заспинной его области, мембрана каждой емкости связана с размыкателем электрической цепи соответствующего ей источника света посредством рычага, а оба источника света через размыкатели соединены с источником тока параллельно, два миниатюрных передатчика с передающими антеннами, один из которых расположен в грудной области спасательного жилета, а другой - в заспинной его области, и приемник, установленный на пункте контроля и содержащий последовательно включенные первую приемную антенну, первый усилитель высокой частоты, первый смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина, и первый усилитель промежуточной частоты, последовательно включенные вторую приемную антенну, второй усилитель высокой частоты, второй смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом второго гетеродина, второй усилитель промежуточной частоты, второй перемножитель, второй узкополосный фильтр, первый ключ, второй вход которого через первый пороговый блок соединен с первым выходом первого блока корреляторов, третий ключ, второй вход которого через третий пороговый блок соединен с вторым выходом первого блока корреляторов, первый фазометр и блок регистрации, последовательно включенные третью приемную антенну, третий усилитель высокой частоты, третий смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом второго гетеродина, третий усилитель промежуточной частоты, третий перемножитель, третий узкополосный фильтр, второй ключ, второй вход которого через второй пороговый блок соединен с первым выходом второго блока корреляторов, четвертый ключ, второй вход которого через четвертый пороговый блок соединен с вторым выходом второго блока корреляторов, и второй фазометр, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации, последовательно подключенные к второму выходу первого гетеродина первый перемножитель, второй вход которого соединен с вторым выходом второго гетеродина, и первый узкополосный фильтр, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго фазометров, при этом первый вход первого блока корреляторов соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, первый вход второго блока корреляторов соединен с выходом третьего усилителя промежуточной частоты, частоты первого ωг1 и второго ωг2 гетеродинов разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты

ωг2г1=2ωпр

и выбраны симметричными относительно несущей частоты ωс сигнала бедствия, принимаемого по основному каналу

ωсг1г2спр,

отличается от ближайшего аналога тем, что она снабжена удвоителем фазы, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым узкополосными фильтрами, фазовым детектором, четвертым, пятым, шестым и седьмым усилителями промежуточной частоты, четырьмя амплитудными детекторами, пятым, шестым, седьмым, восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым и двенадцатым ключами, четырьмя корреляторами, пятым, шестым, седьмым и восьмым пороговыми блоками, четвертым, пятым, шестым и седьмым перемножителями, третьим, четвертым, пятым и шестым фазометрами, причем к выходу третьего усилителя промежуточной частоты последовательно подключены первый амплитудный детектор и пятый ключ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к вторым входам второго и третьего перемножителей, первого и второго блоков корреляторов, к выходу пятого ключа последовательно подключены удвоитель фазы, четвертый узкополосный фильтр и фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого узкополосного фильтра, а выход подключен к вторым входам первого и второго гетеродинов, к выходу третьего смесителя последовательно подключены шестой усилитель промежуточной частоты, третий амплитудный детектор, шестой ключ, второй вход которого через четвертый усилитель промежуточной частоты соединен с выходом первого смесителя, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом шестого усилителя промежуточной частоты, пятый узкополосный фильтр, десятый ключ и третий фазометр, выход которого соединен с третьим входом блока регистрации, к выходу второго смесителя последовательно подключены седьмой усилитель промежуточной частоты, четвертый амплитудный детектор, седьмой ключ, второй вход которого соединен с выходом четвертого усилителя промежуточной частоты, пятый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом седьмого усилителя промежуточной частоты, шестой узкополосный фильтр, одиннадцатый ключ и четвертый фазометр, выход которого соединен с четвертым входом блока регистрации, к выходу первого смесителя последовательно подключены пятый усилитель промежуточной частоты, второй амплитудный детектор, восьмой ключ, второй вход которого соединен с выходом третьего усилителя промежуточной частоты, шестой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом пятого усилителя промежуточной частоты, седьмой узкополосный фильтр, двенадцатый ключ и пятый фазометр, выход которого соединен с пятым входом блока регистрации, к выходу второго усилителя промежуточной частоты последовательно подключены девятый ключ, второй вход которого соединен с выходом второго амплитудного детектора, седьмой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом пятого усилителя промежуточной частоты, восьмой узкополосный фильтр, тринадцатый ключ и шестой фазометр, выход которого соединен с шестым входом блока регистрации, к выходу шестого усилителя промежуточной частоты последовательно подключены первый коррелятор, второй вход которого соединен с выходом шестого ключа, и пятый пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом десятого ключа, к выходу седьмого усилителя промежуточной частоты последовательно подключены второй коррелятор, второй вход которого соединен с выходом седьмого ключа, и шестой пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом одиннадцатого ключа, к выходу третьего усилителя промежуточной частоты последовательно подключены третий коррелятор, второй вход которого соединен с выходом пятого усилителя промежуточной частоты, и седьмой пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом двенадцатого ключа, к выходу второго усилителя промежуточной частоты последовательно подключены четвертый коррелятор, второй вход которого соединен с выходом пятого усилителя промежуточной частоты, и восьмой пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого ключа, вторые входы третьего, четвертого, пятого и шестого фазометров соединены с выходом первого узкополосного фильтра.

На фиг.1 схематично изображен спасательный жилет, надетый на человека; на фнг.2 - то же, разрез. Структурная схема приемника, установленная на пункте контроля, представлена на фиг.3. Частотная диаграмма, иллюстрирующая образование дополнительных каналов приема, изображена на фиг.4. Взаимное расположение приемных антенн 23, 24 и 25 показано на фиг.5. Геометрическая схема расположения летательного аппарата ЛА и человека 4 показана на фиг.6.

Система содержит спасательный жилет с источниками 1 и 2 света, передатчиками 19 и 20 с передающими антеннами 21 и 22 соответственно и приемник, установленный на пункте контроля.

Спасательный жилет, кроме того, содержит источник 3 энергии, кабели 4 и 5 подвода энергии к источникам света 1, 2 и передатчикам 19, 20, патроны 6 и 7, мембраны 8, 9 и связанные с ними рычаги 10 и 11 с контактами 12 и 13, а также герметичную пневмомагистраль 14, связывающую герметичные воздушные полости 15 и 16. Места ввода кабелей 4 и 5 от источника 3 энергии в полости 15 и 16 загерметизированы уплотнительными кольцами 17 и 18. Источник света 1 и передатчик 19, источник света 2 и передатчик 20 подключены параллельно к источнику энергии 3.

Приемник, установленный на пункте контроля, содержит последовательно включенные приемную антенну 23, первый усилитель 26 высокой частоты, первый смеситель 31, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина 29, первый усилитель 34 промежуточной частоты, пятый ключ 65, второй вход которого через первый амплитудный детектор 63 соединен с выходом третьего усилителя 36 промежуточной частоты, второй перемножитель 39, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя 36 промежуточной частоты, второй узкополосный фильтр 41, первый ключ 47, второй вход которого через первый пороговый блок 45 соединен с первым выходом первого блока 43 корреляторов, третий ключ 51, второй вход которого через третий пороговый блок 49 соединен с вторым выходом первого блока 43 корреляторов, первый фазометр 53 и блок 55 регистрации, последовательно включенные вторую приемную антенну 24, второй усилитель 27 высокой частоты, второй смеситель 32, второй вход которого соединен с первым выходом второго гетеродина 30, и второй усилитель 35 промежуточной частоты, выход которого соединен с вторым входом второго перемножителя 39 и с входом первого блока 43 корреляторов, второй вход которого соединен с выходом пятого ключа 65, последовательно включенные третью приемную антенну 25, третий усилитель 28 высокой частоты, третий смеситель 33, второй вход которого соединен с первым выходом второго гетеродина 30, третий усилитель 36 промежуточной частоты, второй блок 44 корреляторов, второй вход которого соединен с выходом пятого ключа 65, второй пороговый блок 46, второй ключ 48, второй вход которого через последовательно включенные третий перемножитель 40 и третий узкополосный фильтр 42 соединен с выходами третьего усилителя 36 промежуточной частоты и пятого ключа 65, четвертый ключ 52, второй вход которого через четвертый пороговый блок 50 соединен с вторым выходом второго блока 44 корреляторов, и второй фазометр 54, выход которого соединен с вторым входом блока 55 регистрации, последовательно подключенные к выходу третьего смесителя 33 шестой усилитель 61 промежуточной частоты, третий амплитудный детектор 66, шестой ключ 68, второй вход которого через четвертый усилитель 59 промежуточной частоты соединен с выходом первого смесителя 31, четвертый перемножитель 76, второй вход которого соединен с выходом шестого усилителя 61 промежуточной частоты, пятый узкополосный фильтр 78, десятый ключ 80 и третий фазометр 82, выход которого соединен с третьим входом блока 55 регистрации, последовательно подключенных к выходу второго смесителя 32 седьмой усилитель 62 промежуточной частоты, третий амплитудный детектор 67, седьмой ключ 69, второй вход которого соединен с выходом четвертого усилителя 59 промежуточной частоты, пятый перемножитель 77, второй вход которого соединен с выходом седьмого усилителя 62 промежуточной частоты, шестой узкополосный фильтр 79, одиннадцатый ключ и четвертый фазометр 83, выход которого соединен с четвертым входом блока 55 регистрации, последовательно подключенные к выходу первого смесителя 31, пятый усилитель 60 промежуточной частоты, второй амплитудный детектор 64, восьмой ключ 70, второй вход которого соединен с выходом третьего усилителя 36 промежуточной частоты, шестой перемножитель 88, второй вход которого соединен с выходом пятого усилителя 60 промежуточной частоты, седьмой узкополосный фильтр 90, двенадцатый ключ 92 и пятый фазометр 94, выход которого соединен с пятым входом блока 55 регистрации, последовательно подключенные к выходу второго усилителя 35 промежуточной частоты девятый ключ 71, второй вход которого соединен с выходом второго амплитудного детектора 64, седьмой перемножитель 89, второй вход которого соединен с выходом пятого усилителя 60 промежуточной частоты, восьмой узкополосный фильтр 91, тринадцатый ключ 93 и шестой фазометр 95, выход которого соединен с шестым входом блока 55 регистрации, последовательно подключенные к второму выходу первого гетеродина 29 первый перемножитель 37, второй вход которого соединен с вторым выходом второго гетеродина 30, и первый узкополосный фильтр 38, выход которого соединен с вторыми входами фазометров 53, 54, 82, 83, 94 и 95, последовательно подключенные к выходу пятого ключа 65 удвоитель 56 фазы, четвертый узкополосный фильтр 57 и фазовый детектор 58, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 38, а выход подключен к вторым входам первого 29 и второго 30 гетеродинов, последовательно подключенные к выходу шестого усилителя 61 промежуточной частоты первый коррелятор 72, второй вход которого соединен с выходом шестого ключа 68, и пятый пороговый блок 73, выход которого соединен с вторым входом десятого ключа 80, последовательно подключенные к выходу седьмого усилителя 62 промежуточной частоты второй коррелятор 74, второй вход которого соединен с выходом седьмого ключа 69, и шестой пороговый блок 75, выход которого соединен с вторым входом одиннадцатого ключа 81, последовательно подключенные к выходу третьего усилителя 36 промежуточной частоты третий коррелятор 84, второй вход которого соединен с выходом пятого усилителя 60 промежуточной частоты, и седьмой пороговый блок 85, выход которого соединен с вторым входом двенадцатого ключа 92, последовательно подключенные к выходу второго усилителя 35 промежуточной частоты четвертый коррелятор 86, второй вход которого соединен с выходом пятого усилителя 60 промежуточной частоты, и восьмой пороговый блок 87, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого ключа 13.

Система работает следующим образом.

В положении, показанном на фиг.2, давление окружающей среды Р2 на мембрану 9 больше, чем атмосферное давление Р1 на мембрану 8. Мембрана 9 находится в поджатом состоянии, мембрана 8 - в отжатом состоянии. Следовательно, рычаг 11 отжимает контакт 13 от источника 2 света и передатчика 22, а рычаг 10 поджимает контакт 12 к источнику 1 света и передатчика 19. Источник 1 света горит, передатчик 19 излучает сигнал бедствия, источник 2 света не горит, передатчик 20 не работает.

Если человек совершает поворот относительно горизонтальной оси на 180°, тогда наверху оказывается источник 2 света и передатчик 20 с передающей антенной 22.

Давление среды на мембрану 8 становится больше, чем на мембрану 9, мембрана 8 поджимается, рычаг 10 размыкает контакт 12 с источником 1 света и передатчиком 19 с передающей антенной 21. Цепь размыкается, источник 1 света гаснет, передатчик 19 выключается. Одновременно воздух из полости 15 перетекает через магистраль 14 в полость 16, мембрана 9 отжимается, рычаг 11 замыкает контакт 13 с источником 2 света и передатчиком 29 с передающей антенной 22. Источник 2 света загорается, а передатчик 20 излучает сигнал бедствия.

В ночное время и в хорошую погоду источник света может быть обнаружен визуально на значительном расстоянии. Однако в светлое время и в плохую погоду источник света обнаружить затруднительно.

Радиоизлучение является всепогодным и обеспечивает передачу сигнала бедствия на большие расстояния. При этом сигнал бедствия (SOS) излучается периодически с определенным периодом Тп и длительностью Тс на определенных частотах, которые отводятся именно для передачи сигналов бедствия и не занимаются для передачи другой информации.

Приемник размещается на пункте контроля, который может быть размещен на суше, на кораблях различного назначения, в том числе и на кораблях поиска и спасения, а также на летательных аппаратах (вертолетах, самолетах и космических аппаратах).

Приемные антенны 23, 24 и 25, поднятые над поверхностью воды, например, с помощью летательного аппарата, расположены в виде геометрического прямого угла, в вершине которого помещена первая приемная антенна 23, общая для второй 24 и третьей 25 приемных антенн, расположенных в азимутальной и угломестной плоскостях соответственно.

Частоты ωг1 и ωг2 гетеродинов 29 и 30 разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты

ωг2г1=2ωпр

и выбраны симметричными относительно частоты ωс основного канала приема (фиг.4)

ωсг1г2спр

Частота настройки ωн1 усилителей 34, 35, 36 и 59 промежуточной частоты выбрана равной промежуточной частоте

ωн1пр

Частота настройки ωн2 усилителей 60, 61 и 62 промежуточной частоты выбрана равной устроенному значению промежуточной частоты

ωн2=3ωпр

Устранение неоднозначности при одновременном приеме по зеркальным каналам на частотах ωз1 и ωз2 достигается корреляционной обработкой канальных напряжений.

Если принимаемые сигналы с фазовой манипуляцией (ФМн):

U1(t)=υс*Cos[(ωс±Δω)t+φk(t)+φ1],

U2(t)=υc*Cos[(ωс±Δω))t+φk(t)+φ2],

U3(t)=υc*Cos[(ωc±Δω)t+φk(t)+φ3], 0≤t≤TC,

где υc, ωc, φ13, TC - амплитуда, несущая частота, начальные фазы и длительность сигналов бедствия;

±Δω - нестабильность несущей частоты, обусловленная эффектом Доплера и другими дестабилизирующими факторами;

φk(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем φk(t)=const при k*τЭ<t<(κ+1)*τЭ и может изменяться скачком при t=k*τЭ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1, 2,…, N-1);

τЭ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью ТСС=N*τЭ),

поступают по основному каналу на частоте ωс (фиг.4), то они с выходов приемных антенн 23, 24 и 25 через усилители 26, 27 и 28 высокой частоты подаются на первые входы смесителей 31, 32 и 33 соответственно.

На вторые входы смесителей 31, 32 и 33 подаются напряжения гетеродинов 29 и 30:

UГ1(t)=υг1*Cos(ωг1t+φг1),

UГ2(t)=υг2*Cos(ωг2t+φг2),

частоты которых разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты

ωг2г1=2ωпр

и выбраны симметричными относительно несущей частоты ωс

ωсг1г2спр

На выходах смесителей 31, 32 и 33 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 31, 32, 33 и 59 выделяются напряжения только промежуточной (разностной) частоты:

UПР1(t)=υпр1*Cos[(ωпр±Δω)t+φk(t)+φпр1],

UПР2(t)=υпр2*Cos[(ωпр±Δω)t+φk(t)+φпр2],

UПР3(t)=υпр2*Cos[(ωпр±Δω)t+φk(t)+φпр3], 0≤t≤TC,

где υпр1=1/2υсг1;

υпр2=1/2υсг2;

ωпрсг1г2с - промежуточная (разностная) частота;

φпр11г1;

φпр2г22;

φпр3г23.

Напряжение UПР3(t) с выхода усилителя 36 промежуточной частоты детектируется амплитудным детектором 63 и поступает на управляющий вход ключа 65, открывая его. В исходном состоянии ключи 47, 48, 51, 52, 65, 68, 69, 70, 71, 80, 81, 92 и 93 всегда закрыты.

Напряжения UГ1(t) и UГ2(t) со вторых выходов гетеродинов 29 и 30 подаются на два входа перемножителя 37, на выходе которого образуется напряжение

UГ(t)=υг*Cos[(ωг2г1)t+φг]=υг*Cos(ωпрt+φг),

где υг=1/2υг1г2;

φгг2г1,

которое выделяется узкополосным фильтром 38.

Напряжения UПР1(t) и UПР2(t), UПР1(t) и UПР3(t) с выходов усилителей 34, 35 и 36 промежуточной частоты через открытый ключ 65 и непосредственно поступают на входы перемножителей 39 и 40, на выходах которых образуются следующие напряжения:

U4(t)=υ4*Cos[(ωг2г1)t+φг+Δφ1],

U5(t)=υ4*Cos[(ωг2г1)t+φг+Δφ2],

где υ4=1/2υпр1пр2;

ωг2г1=2ωпр;

Δφ121=2π*d11*Cosα1;

Δφ231=2π*d21*Cosβ1;

d1, d2 - измерительные базы (фиг.5);

λ1 - длина волны;

α1, β1 - истинные угловые координаты (азимут и угол места) источника излучения сигналов, которые выделяются узкополосными фильтрами 41 и 42 соответственно.

Напряжения UПР1(t) и UПР2(t), UПР1(t) и UПР3(t) одновременно поступают на два входа блоков 43 и 44 корреляторов соответственно, на первых выходах которых образуются напряжения, пропорциональные корреляционным функциям R1(τ) и R2(τ). Указанные напряжения поступают на входы пороговых блоков 45 и 46, где сравниваются с пороговым напряжением υпор1.

Так как канальные напряжения UПР1(t) и UПР2(t), UПР1(t) и UПР3(t) образуются одним и тем же ФМн-сигналом, принимаемым по основному каналу на несущей частоте ωс, то между ними существует сильная корреляционная связь. Выходные напряжения достигают максимального значения и превышают пороговый уровень υпор1 в пороговых блоков 45 и 46.

При превышении порогового напряжения υпор1 в пороговых блоках 45 и 46 формируются постоянные напряжения, которые поступают на управляющие входы ключей 47 и 48, открывая их.

На вторых выходах блоков 43 и 44 корреляторов формируются напряжения, пропорциональные корреляционным функциям R3(τ) и R4(τ).

Указанные напряжения достигают максимального значения только при истинных значениях угловых координат α1 и β1 И только при этих значениях в пороговых блоках 49 и 50 формируются постоянные напряжения, которые поступают на управляющие входы ключей 51 и 52, открывая их.

При этом напряжения U4(t) и U5(t) с выходов узкополосных фильтров 41 и 42 через открытые ключи 47 и 51, 48 и 52 поступают на первые входы фазометров 53 и 54 соответственно, на вторые входы которых подается напряжение UГ(t) с выхода узкополосного фильтра 38.

Фазометры 53 и 54 измеряют фазовые сдвиги Δφ1 и Δφ2, которые регистрируются блоком 55 регистрации.

Для обеспечения симметричности несущей частоты ωс относительно частот ωг1 и ωг2 гетеродинов 29 и 30 используется система фазовой автоподстройки частоты, состоящая из последовательно подключенных к выходу ключа 65 удвоителя 56 фазы, узкополосного фильтра 57 и фазового детектора 58, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 38, а выход подключен к управляющим входам гетеродинов 29 и 30.

На выходе удвоителя 56 фазы образуется гармоническое напряжение

U6(t)=υ6*Cos[2(ωпр±Δω)t+2φпр1],

где υ6=1/2υ2пр1.

Так как 2φk(t)={0, 2π}, то в указанном колебании фазовая манипуляция уже отсутствует. Гармоническое колебание U6(t) выделяется узкополосным фильтром 57 и поступает на первый вход фазового детектора 58, на второй вход которого поступает напряжение UГ(t) с выхода узкополосного фильтра 38. Если указанные напряжения отличаются друг от друга по частоте или фазе, то на выходе фазового детектора 58 образуется управляющее напряжение. Причем амплитуда и полярность этого напряжения зависят от степени и направления отклонения несущей частоты ωс принимаемого ФМн-сигнала относительно частот ωг1 и ωг2 гетеродинов 29 и 30. Управляющее напряжение воздействует на управляющие входы гетеродинов 29 и 30, изменяя их частоты ωг1 и ωг2 так, чтобы сохранилась симметричность несущей частоты ωс относительно частот ωг1 и ωг2 гетеродинов 29 и 30

ωсг1г2спр

Зная высоту h полета летательного аппарата и измерив угловые координаты α1 и β1, можно точно и однозначно определить координаты источника излучения сигнала бедствия (человека, терпящего бедствие на воде) (фиг.6).

Описанная выше работа системы соответствует случаю приема полезного ФМн-сигнала по основному каналу на частоте ωс (фиг.4).

Если ФМн-сигналы принимаются по первому зеркальному каналу на частоте ωз1

U7(t)=υз1*Cos[(ωз1±Δω)t+φk1(t)+φ4],

U8(t)=υз1*Cos[(ωз1±Δω))t+φk1(t)+φ5],

U9(t)=υз1*Cos[(ωз1±Δω)t+φk1(t)+φ6], 0≤t≤Tз1,

то преобразованные по частоте сигналы:

UПР4(t)=υпр4*Cos[(ωпр±Δω)t+φk1(t)+φпр4],

UПР5(t)=υпр5*Cos[(3ωпр±Δω)t+φk1(t)+φпр5],

UПР6(t)=υпр5*Cos[(3ωпр±Δω)t+φk1(t)+φпр6], 0≤t≤Tз,

где υпр4=1/2υз1г1;

υпр5=1/2υз1г2;

ωпрг1з1 - промежуточная частота;

прг2з1;

φпр4г14; φпр5г55; φпр6г26,

попадают в полосы пропускания усилителей 59, 61 и 62 промежуточной частоты. Напряжения UПР5(t) и UПР6(t) детектируются амплитудными детекторами 66 и 67 и поступают на управляющие входы ключей 68 и 69, открывая их. При этом напряжение UПР4(t) с выхода усилителя 59 промежуточной частоты через открытые ключи 68 и 69 поступает на первые входы перемножителей 76 и 77, на вторые входы которых подаются напряжения UПР5(t) и UПР6(t) с выходов усилителей 61 и 62 промежуточной частоты.

На выходах перемножителей 76 и 77 образуются следующие напряжения:

U10(t)=υ10*Cos[(2ωпрt+φг+Δφ3],

U11(t)=υ10*Cos[(2ωпрt+φг+Δφ4],

где υ10=1/2υпр4пр5;

Δφ354=2π*d12*Cosα2;

Δφ464=2π*d22*Cosβ2,

которые выделяются узкополосными фильтрами 78 и 79 соответственно.

Напряжения UПР4(t) и UПР5(t), UПР4(t) и UПР6(t) одновременно поступают на два входа корреляторов 72 и 74 соответственно, на выходах которых образуются напряжения, пропорциональные корреляционным функциям R5(τ) и R6(τ).

Указанные напряжения достигают максимального значения только при истинных значениях угловых координат α2 и β2. И только при этих значениях в пороговых блоках 73 и 75 формируются постоянные напряжения, которые поступают на управляющие входы 80 и 81, открывая.

При этом напряжения U10(t) и U11(t) с выходов узкополосных фильтров 78 и 79 через открытые ключи 80 и 81 поступают на первые входы фазометров 82 и 83, на вторые входы которых подается напряжение UГ(t) с выхода узкополосного фильтра 38. Фазометры 82 и 83 измеряют фазовые сдвиги Δφ3 и Δφ4, которые фиксируются блоком 55 регистрации.

Если ФМн-снгналы принимаются по второму зеркальному каналу на частоте ωз2

U12(t)=υз2*Cos[(ωз2±Δω)t+φk2(t)+φ7],

U13(t)=υз2*Cos[(ωз2±Δω))t+φk2(t)+φ8],

U14(t)=υз2*Cos[(ωз2±Δω)t+φk2(t)+φ9], 0≤t≤Тз2,

то преобразованные по частоте сигналы:

UПР7(t)=υпр7*Cos[(ωпр±Δω)t+φk2(t)+φпр7],

UПР8(t)=υпр7*Cos[(ωпр±Δω)t+φk2(t)+φпр8],

UПР9(t)=υпр8*Cos[(3ωпр±Δω)t+φk2(t)+φпр9], 0≤t≤Тз2,

где υпр7=1/2υз2г2;

υпр8=1/2υз2г1;

ωпрз2г2 - промежуточная частота;

прз2г1;

φпр7гг2; φпр88г2; φпр99г1,

попадают в полосы пропускания усилителей 35, 36 и 60 промежуточной частоты. Напряжение UПР9(t) с выхода усилителя 60 промежуточной частоты детектируется амплитудным детектором 64 и поступает на управляющие входы ключей 70 и 71, открывая их. При этом напряжения UПР7(t) и UПР8(t) с выходов усилителей 35 и 36 промежуточной частоты поступают на первые входы перемножителей 88 и 89, на вторые входы которых подается напряжение UПР9(t) с выхода усилителя 60 промежуточной частоты.

На выходах перемножителей 88 и 89 образуются следующие напряжения:

U15(t)=υ15*Cos(2ωпрt+φг+Δφ5),

U16(t)=υ15*Cos(2ωпрt+φг+Δφ6),

где υ15=1/2υпр7пр8;

Δφ587=2π*d13*Cosα3;

Δφ697=2π*d23*Cosβ3,

которые выделяются узкополосными фильтрами 90 и 91 соответственно.

Напряжения UПР7(t) и UПР9(t), UПР8(t) и UПР9(t) одновременно поступают на два входа корреляторов 86 и 84 соответственно, на выходах которых образуются напряжения, пропорциональные корреляционным функциям R7(τ) и R8(τ). Указанные напряжения достигают максимального значения только при истинных значениях угловых координат α3 и β3. И только при этих значениях в пороговых блоках 87 и 85 формируются постоянные напряжения, которые поступают на управляющие входы ключей 93 и 92, открывая их.

При этом напряжения U15(t) и U16(t) с выходов узкополосных фильтров 90 и 91 через открытые ключи 92 и 93 поступают на первые входы фазометров 94 и 95, на вторые входы которых подается напряжение UГ(t) с выхода узкополосного фильтра 38. Фазометры 94 и 95 измеряют фазовые сдвиги Δφ5 и Δφ6, которые фиксируются блоком 55 регистрации.

Если ФМн-сигналы одновременно принимаются по зеркальным каналам на частотах ωз1 и ωз2, то канальные напряжения UПР4(t), UПР7(t) и UПР8(t) поступают на два входа блоков 43 и 44 корреляторов. Аналогичная ситуация возникает и при приеме ФМн-сигналов по основному каналу на частоте ωс, т.е. может возникнуть неоднозначность.

Однако указанные напряжения образованы различными сигналами, принимаемыми на разных частотах ωз1 и ωз2, поэтому между ними существует слабая корреляционная связь. Выходные напряжения блоков 43 и 44 корреляторов не превышают порогового уровня υпор2 в пороговых блоках 49 и 50, ключи 51 и 52 не открываются. Тем самым устраняется неоднозначность, характерная при одновременном приеме сигналов по зеркальным каналам на частотах ωз1 и ωз2.

Если ФМн-сигналы одновременно принимаются по основному каналу на частоте ωс, по первому зеркальному каналу на частоте ωз1 и по второму зеркальному каналу на частоте ωз2, то в работе участвуют одновременно все блоки системы.

Таким образом, предлагаемая система для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, по сравнению с прототипом обеспечивает расширение диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродинов. Это достигается использованием зеркальных каналов приема и одновременной пеленгацией нескольких источников излучения ФМн-сигналов. При этом для развязки зеркальных каналов и основного канала приема и устранения возникающей неоднозначности используется корреляционная обработка канальных напряжений промежуточной частоты.

Следует отметить, что преобразование по частоте на зеркальных каналах приема происходит с тем же коэффициентом преобразования Kпр, что и по основному каналу. Поэтому зеркальные каналы являются наиболее существенными среди других дополнительных каналов приема.

Система для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, включающая спасательный жилет, одетый на человека и содержащий два источника света, один из которых расположен в грудной области спасательного жилета, а другой - в заспинной его области, источник тока, два размыкателя электрической цепи, две сообщающиеся герметичные емкости, каждая из которых отделена от окружающей среды мембраной, при этом одна из герметичных емкостей расположена в грудной области спасательного жилета, а другая - в заспинной его области, мембрана каждой емкости связана с размыкателем электрической цепи соответствующего ей источника света посредством рычага, а оба источника света через размыкатели соединены с источником тока параллельно, два миниатюрных передатчика с передающими антеннами, один из которых расположен в грудной области спасательного жилета, а другой - в заспинной его области, и приемник, установленный на пункте контроля и содержащий последовательно включенные первую приемную антенну, первый усилитель высокой частоты, первый смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина, и первый усилитель промежуточной частоты, последовательно включенные вторую приемную антенну, второй усилитель высокой частоты, второй смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом второго гетеродина, второй усилитель промежуточной частоты, второй перемножитель, второй узкополосный фильтр, первый ключ, второй вход которого через первый пороговый блок соединен с первым выходом первого блока корреляторов, третий ключ, второй вход которого через третий пороговый блок соединен с вторым выходом первого блока корреляторов, первый фазометр и блок регистрации, последовательно включенные третью приемную антенну, третий усилитель высокой частоты, третий смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом второго гетеродина, третий усилитель промежуточной частоты, третий перемножитель, третий узкополосный фильтр, второй ключ, второй вход которого через второй пороговый блок соединен с первым выходом второго блока корреляторов, четвертый ключ, второй вход которого через четвертый пороговый блок соединен с вторым выходом второго блока корреляторов, и второй фазометр, выход которого соединен с вторым входом блока регистрации, последовательно подключенные к второму выходу первого гетеродина первый перемножитель, второй вход которого соединен с вторым выходом второго гетеродина, и первый узкополосный фильтр, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго фазометров, при этом первый вход первого блока корреляторов соединен с выходом второго усилителя промежуточной частоты, первый вход второго блока корреляторов соединен с выходом третьего усилителя промежуточной частоты, частоты первого ωг1 и второго ωг2 гетеродинов разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты
ωг2г1=2ωпр,
и выбраны симметричными относительно несущей частоты ωс с сигнала бедствия, принимаемого по основному каналу
ωсг1г2спр,
отличающаяся тем, что она снабжена удвоителем фазы, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым узкополосными фильтрами, фазовым детектором, четвертым, пятым, шестым и седьмым усилителями промежуточной частоты, четырьмя амплитудными детекторами, пятым, шестым, седьмым, восьмым, девятым, десятым, одиннадцатым и двенадцатым ключами, четырьмя корреляторами, пятым, шестым, седьмым и восьмым пороговыми блоками, четвертым, пятым, шестым и седьмым перемножителями, третьим, четвертым, пятым и шестым фазометрами, причем к выходу третьего усилителя промежуточной частоты последовательно подключены первый амплитудный детектор и пятый ключ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к вторым входам второго и третьего перемножителей, первого и второго блоков корреляторов, к выходу пятого ключа последовательно подключены удвоитель фазы, четвертый узкополосный фильтр и фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого узкополосного фильтра, а выход подключен к вторым входам первого и второго гетеродинов, к выходу третьего смесителя последовательно подключены шестой усилитель промежуточной частоты, третий амплитудный детектор, шестой ключ, второй вход которого через четвертый усилитель промежуточной частоты соединен с выходом первого смесителя, четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом шестого усилителя промежуточной частоты, пятый узкополосный фильтр, десятый ключ и третий фазометр, выход которого соединен с третьим входом блока регистрации, к выходу второго смесителя последовательно подключены седьмой усилитель промежуточной частоты, четвертый амплитудный детектор, седьмой ключ, второй вход которого соединен с выходом четвертого усилителя промежуточной частоты, пятый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом седьмого усилителя промежуточной частоты, шестой узкополосный фильтр, одиннадцатый ключ и четвертый фазометр, выход которого соединен с четвертым входом блока регистрации, к выходу первого смесителя последовательно подключены пятый усилитель промежуточной частоты, второй амплитудный детектор, восьмой ключ, второй вход которого соединен с выходом третьего усилителя промежуточной частоты, шестой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом пятого усилителя промежуточной частоты, седьмой узкополосный фильтр, двенадцатый ключ и пятый фазометр, выход которого соединен с пятым входом блока регистрации, к выходу второго усилителя промежуточной частоты последовательно подключены девятый ключ, второй вход которого соединен с выходом второго амплитудного детектора, седьмой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом пятого усилителя промежуточной частоты, восьмой узкополосный фильтр, тринадцатый ключ и шестой фазометр, выход которого соединен с шестым входом блока регистрации, к выходу шестого усилителя промежуточной частоты последовательно подключены первый коррелятор, второй вход которого соединен с выходом шестого ключа, и пятый пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом десятого ключа, к выходу седьмого усилителя промежуточной частоты последовательно подключены второй коррелятор, второй вход которого соединен с выходом седьмого ключа, и шестой пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом одиннадцатого ключа, к выходу третьего усилителя промежуточной частоты последовательно подключены третий коррелятор, второй вход которого соединен с выходом пятого усилителя промежуточной частоты, и седьмой пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом двенадцатого ключа, к выходу второго усилителя промежуточной частоты последовательно подключены четвертый коррелятор, второй вход которого соединен с выходом пятого усилителя промежуточной частоты, и восьмой пороговый блок, выход которого соединен с вторым входом тринадцатого ключа, вторые входы третьего, четвертого, пятого и шестого фазометров соединены с выходом первого узкополосного фильтра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к спасательным средствам и может быть использовано для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, и определения его местоположения. .

Изобретение относится к дымообразующим средствам спасения. .

Изобретение относится к спасательным средствам и может быть использовано для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, и определения его местоположения. .

Изобретение относится к спасательным средствам и может быть использовано для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, и определения его местоположения. .

Изобретение относится к спасательным средствам и может быть использовано для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, и определения его местонахождения. .

Изобретение относится к устройствам для обнаружения и спасения затонувшего объекта или для идентификации объекта, временно находящегося под водой, а именно к таким устройствам, которые прикреплены к самим объектам или к их снаряжению.

Изобретение относится к спасательным средствам и может быть использовано для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, и определения его местонахождения. .

Изобретение относится к спасательным средствам и может быть использовано для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде
Изобретение относится к спасательным и поисковым средствам для терпящих бедствие на воде

Изобретение относится к спасательной технике и может быть использовано для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, и определения его персональных данных, местоположения и параметров движения

Изобретение относится к спасательному оборудованию и является сигнальной аварийно-спасательной системой одноразового использования

Изобретение относится к спасательным средствам. Система содержит спасательный жилет на человеке и аппаратуру, размещенную на борту вертолета. Спасательный жилет содержит источники света (1) и (2), источник (3) энергии, мембраны (8) и (9), рычаги (10), (11) с контактами (12), (13), воздушные полости (15), (16), передатчики (19), (20), передающие антенны (21), (22). Аппаратура, размещенная на борту вертолета, содержит приемные антенны (23), (24) и (25), смесители (26), (27), (29), (40), (61), гетеродины (26) и (39), усилители (30), (31), (34), (62) первой промежуточной частоты, перемножители (32), (33), (37), (65), узкополосные фильтры (35), (36), (44), (51), (66), (72), (73), линию задержки (38), усилитель (41) второй промежуточной частоты, амплитудные детекторы (42), (67), (74), (75), блок (43) регистрации, фазовые детекторы (45), (79), фазометры (46), (47), двигатель (48), опорный генератор (49), арифметический блок (50), фазоинверторы (52), (55), (58), сумматоры (53), (56), (59), (64), (81), фазовращатели (60), (63) на 90°, ключ (68), калибратор (69), регулируемые фазовращатели (70), (71), вычитатели (76), (82), фильтры (77), (80) нижних частот, блок (83) деления, пороговый блок (84), триггер (85), генератор (86) счетных импульсов, логический элемент И (87) и счетчик (88) импульсов. Повышается точность определения расстояния от вертолета до человека, терпящего бедствие на воде. 8 ил.

Изобретение относится к индивидуальным средствам спасения человека на воде. Спасательный жилет имеет одну или несколько камер плавучести и систему для обнаружения и определения местоположения, которая включает оболочку (2), наполняемую из баллона со сжатым гелием. Баллон снабжен пусковым устройством и закреплен на жилете. Оболочка (2) размещена в упаковочном отсеке жилета и выполнена из термопластичного полимерного материала. Оболочка в заполненном газом состоянии принимает форму баллона с цилиндрической боковой стенкой. Внутри оболочки размещены четыре полосы, выполненные из металлизированной полимерной пленки, соединенные между собой по продольным кромкам. Другие продольные кромки полос присоединены к внутренней поверхности оболочки таким образом, что при заполнении оболочки гелием образуют четырехлопастную конструкцию отражателя (1) радиолокационного сигнала, имеющую взаимно перпендикулярные плоскости. Оболочка с помощью гибкой трубки (5) соединена с баллоном с обеспечением быстроразъемного соединения. Внутри оболочки установлен обратный клапан (4). Оболочка соединена с поясом жилета при помощи шнура. Повышается эффективность обнаружения человека, терпящего бедствие. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к индивидуальным спасательным средствам малого класса для спасения на воде и предназначено для спасения человека при кораблекрушении. Предлагаемый спасательный плот представляет собой наполняемую пеной легкую конструкцию, выполненную в виде надувной лодки с суженными и высоко поднятыми носовой и кормовой оконечностями, между которыми располагается прозрачный двухскатный полог. Корпус плота сформирован посредством двух или нескольких полотнищ ткани, раскроенных и сшитых (склеенных) между собой таким образом, что формируют удлиненные продольные полости, сужающиеся к носу и корме. Концы продольных полостей оканчиваются отверстиями, которыми сообщаются с полостями впускного и выпускного коллекторов. Впускной коллектор находится на конце носовой оконечности, сообщается с полостями плота, представляет собой воздухонепроницаемый мешочек овальной (прямоугольной) формы. На впускном коллекторе имеется разъем для крепления шланга от баллона. Выпускной коллектор находится на конце кормовой оконечности, внутренняя полость коллектора сообщается с полостями плота, выполнен также в виде мешочка овальной (прямоугольной) формы из текстильного материала, свободно пропускающего воздух, но наглухо забивающегося пеной из баллона. Баллон крепится снизу в центре днища плота, после приведения в действие и наполнения пеной полостей плота выполняет роль статического балласта и удерживает пустой плот в нормальном, рабочем положении, не позволяет ему лечь на бок под действием волн и ветра. На передней части баллона установлено пусковое устройство с гидростатом. Два ремня образуют замкнутые кольца, крепятся к плоту вдоль его наружной поверхности днища, в верхней части на коллекторах сходятся вместе и образуют двойной, сшитый внахлест, ремень между носовой и кормовой оконечностями. Ремень, пришиваемый сверху, немного длиннее нижнего ремня, в средней части верхний ремень отстает от нижнего и образует петлю Ω-образной формы. Петля предназначена для захвата и поднятия плота на борт вертолета или судна. В надутом состоянии верхние оконечности плота удерживают сдвоенные ремни в натянутом состоянии. К этим же ремням крепится двухсторонний полог, выполненный из прозрачного полиэтилена, с наружной стороны имеющий зеркальное покрытие оранжевого цвета. К корпусу плота полог крепится неразъемным герметичным соединением. С каждой стороны полог разделен одним вертикальным и двумя горизонтальными замками типа молния. Каждая половинка полога в нижней части имеет карман для сбора дождевой воды. Снаружи по обоим бортам на корпусе имеются спасательные леера. Внутри плота уложен подогреватель в виде тонкостенного коврика. Плот снабжен сигнальным позиционирующим устройством КСАСС, автономным источником питания с ручным приводом, складными веслами и комплектом выживания. Предлагаемый спасательный плот может использоваться на всех типах судов: военных, научных, спасательных, транспортных, добывающих, пассажирских. Кроме того, такие плоты подойдут и для морской авиации. Данный плот прост в использовании, привести его в действие и воспользоваться им может абсолютно не подготовленный человек. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх