Способ калибровки и поверки доплеровского радиолокатора профилей ветра



Способ калибровки и поверки доплеровского радиолокатора профилей ветра
Способ калибровки и поверки доплеровского радиолокатора профилей ветра

 


Владельцы патента RU 2502083:

Открытое акционерное общество Центральное конструкторское бюро аппаратостроения (RU)

Изобретение относится к способам калибровки и поверки метеорологических приборов с использованием доплеровского радиолокатора для определения скорости и направления ветра, применяемых как для нужд народного хозяйства, так и для военных целей, например, в артиллерии. Достигаемый технический результат - решение задачи калибровки и поверки доплеровского радиолокатора профилей ветра с использованием современных устройств. Указанный результат достигается тем, что с доплеровского радиолокатора профилей ветра излучают сигнал определенной частоты на устройство переизлучения сигнала, в котором производят доплеровский сдвиг частоты принятого сигнала, затем переизлучают сигнал скорректированной частоты в доплеровский радиолокатор профилей ветра и получают результат калибровки по скорости и высоте прямым измерением, при этом доплеровский радиолокатор профилей ветра и устройство переизлучения сигнала устанавливают стационарно на различных фиксированных расстояниях друг от друга, а изменение доплеровской частоты переизлучаемого сигнала производят в устройстве переизлучения сигнала по сигналу управления в промежутке между условно фиксированными положениями доплеровского радиолокатора профилей ветра. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к способам калибровки и поверки метеорологических приборов с использованием доплеровского радиолокатора для определения скорости и направления ветра, применяемых как для нужд народного хозяйства, так и для военных целей, например, в артиллерии.

В настоящее время разработан комплекс для беззондового определения параметров атмосферы с использованием доплеровского радиолокатора, но способы калибровки и поверки таких комплексов отсутствуют.

Перед авторами стояла задача разработки способа калибровки и поверки доплеровского радиолокатора профилей ветра с получением результата прямым измерением.

Эта задача решена за счет того, что с доплеровского радиолокатора профилей ветра излучают сигнал определенной частоты на устройство переизлучения сигнала, в котором производят доплеровский сдвиг частоты принятого сигнала, затем переизлучают сигнал скорректированной частоты в доплеровский радиолокатор профилей ветра и получают результат калибровки по скорости и высоте прямым измерением, при этом доплеровский радиолокатор профилей ветра и устройство переизлучения сигнала устанавливают стационарно на различных фиксированных расстояниях друг от друга, а изменение доплеровской частоты переизлучаемого сигнала производят в устройстве переизлучения сигнала по сигналу управления в промежутке между условно фиксированными положениями доплеровского радиолокатора профилей ветра.

Техническим результатом предлагаемого способа является решение задачи калибровки и поверки доплеровского радиолокатора профилей ветра с использованием современных устройств.

Заявляемый способ обладает совокупностью существенных признаков не известных из уровня техники для способов подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения.

Заявляемый способ, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию «изобретательский уровень», т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.

Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей, где

- на фиг.1 приведена блок-схема реализации способа;

- на фиг.2 - диаграмма проекции вектора скорости ветра.

При измерении параметров ветра доплеровским радиолокатором профилей ветра (ДРПВ), зондирующий СВЧ-сигнал направляется в пространство под определенным углом β к горизонту. При этом зондирование атмосферы в одном цикле измерения проводится на азимутальных углах αN (например: 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 180°, 210°, 240°, 270°, 300°, 330°), на которых в момент зондирования ДРПВ останавливают (метод круговых диаграмм). Скорость ветра при каждой остановке вычисляется по формуле:

FдN - доплеровская частота отраженного от метеообразований атмосферы СВЧ сигнала;

λ - длина волны зондирующего СВЧ сигнала;

αN - азимутальные углы, при которых производится зондирование атмосферы;

αв - угол направления скорости ветра относительно направления на север;

β - угол места, под которым производится зондирование атмосферы (задан конструкцией для ДРПВ; cosβ=const).

Дискретность высот, на которых выдаются значения скорости ветра, определяется длительностью зондирующего импульса τ и равна

с - скорость света.

При калибровке и(или) поверке ДРПВ 1 устанавливают его так, чтобы направлять зондирующий СВЧ-сигнал параллельно земле на специальное устройство 2 переизлучения сигнала (УПС), располагаемое на фиксированном расстоянии L от ДРПВ. При этом УПС переизлучает падающий на него СВЧ-сигнал с доплеровским сдвигом частоты соответствующим СВЧ-сигналу при его отражении от метеообразований, движущихся с определенной скоростью. Принимая этот сигнал, ДРПВ выдает значение скорости ветра, которое соответствует доплеровскому сдвигу частоты, заданному в УПС на высоте (H=Lsin β), соответствующей заданному (фиксированному) расстоянию L.

При данном способе УПС выдает набор переизлучаемых частот с доплеровским сдвигом: ± F; ±0,707 F; ±0,5 F; 0, в соответствии с азимутальными углами 0°, 180°; 30°, 150°, 210°, 330°; 60°, 120°, 240°, 300°; 90°, 270°, на которых имитируют остановку ДРПВ при зондировании атмосферы (ДРПВ при этом не вращается).

Так как при данном способе αв=0 (зондирующий СВЧ сигнал направлен прямо на УПС), то формула (1) принимает вид:

Таким образом, задавая УПС различные FдN и условно останавливая ДРПС на соответствующих углах αN, проверяется точность измерения Vв, a размещая ДРПС и УПС на различных расстояниях друг от друга, проверяется точность измерения высоты, на которой измерялась скорость Vв.

Поскольку для измерения скорости и направления ветра методом «круговых диаграмм» достаточно 3-х доплеровских частот, получаемых с 3-х направлений, то для калибровки ДРПВ хватает четырех доплеровских частот, переизлучаемых УПС, а именно: ± F и ±0,5 F. С помощью этих доплеровских частот имитируют отраженный от неоднородностей атмосферы СВЧ-сигнал, приходящий с 6-ти направлений, а именно:

- с направления 0° - +F;

- с направления 60° - +0,5 F;

- с направления 120° - минус 0,5 F;

- с направления 180° - минус F;

- с направления 240° - минус 0,5 F;

- с направления 300° - +0,5 F, что следует из фиг.2.

Данный способ осуществляют по проверочной программе работы ДРПВ с синхронным управлением устройством переизлучения сигналов с работой ДРПВ.

Наблюдая на экране блока управления и отображения информации (БУОИ - на схеме не показан), входящего в состав ДРПВ, за условным положением ДРПВ подают команду (визуально или по радиосвязи) на переключение доплеровской частоты устройством УПС в соответствующий момент времени - в промежутке между условно фиксированными положениями ДРПВ.

После окончания цикла измерения ДРПВ выдает значения:

- скорости ветра, соответствующей частоте F;

- высоты, на которой «измерялась» скорость ветра, Н=L sinβ;

- направления скорости ветра в зависимости от заданной программой начального положения ДРПВ (направление скорости ветра не калибруется).

На предприятии-заявителе разработана конструкторская документация, в которой реализован предлагаемый способ калибровки и поверки. Практическое использование предложенного способа не вызывает сомнений, т.к. нет необходимости в разработке сложных устройств для реализации, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.

Способ калибровки и поверки доплеровского радиолокатора профилей ветра, характеризующийся тем, что с доплеровского радиолокатора профилей ветра излучают сигнал определенной частоты на устройство переизлучения сигнала, в котором производят доплеровский сдвиг частоты принятого сигнала, соответствующий сигналу при его отражении от метеообразования, затем переизлучают сигнал с произведенным доплеровским сдвигом частоты в доплеровский радиолокатор профилей ветра и получают результат калибровки по скорости ветра в соответствии с доплеровским сдвигом частоты, заданным в устройстве переизлучения сигнала, и по высоте, на которой измерялась скорость ветра в соответствии с формулой Н=L sinβ, где β - угол места, под которым производится зондирование атмосферы, L - фиксированное расстояние между устройством переизлучения сигнала и доплеровским радиолокатором профилей ветра, при этом доплеровский радиолокатор профилей ветра и устройство переизлучения сигнала устанавливают стационарно на различных фиксированных расстояниях друг от друга, а изменение доплеровской частоты переизлучаемого сигнала производят в устройстве переизлучения сигнала по сигналу управления в промежутке между условно фиксированными положениями доплеровского радиолокатора профилей ветра.



 

Похожие патенты:

Способ летной проверки наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, заключающийся в том, что в качестве воздушного судна применяют дистанционно пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА), измеряют координаты ДПЛА оптическим устройством и одновременно при работе упомянутых радиотехнических средств формируют бортовыми приемниками измерительные радионавигационные сигналы, которые кодируют, излучают в свободное пространство, принимают на Земле наземными устройствами, декодируют, обрабатывают совместно с сигналами с выхода оптического устройства, отображают и регистрируют результаты измерений и обработки сигналов.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в контрольно-измерительной аппаратуре доплеровских радиолокационных систем с дальномерным каналом.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для имитации частотно-временной структуры радиолокационного сигнала, отраженного от подстилающей поверхности, от одной или нескольких целей, находящихся на фиксированном направлении, и может быть использовано для имитации ложных целей, в том числе расположенных ближе носителя, для имитации боевой работы радиолокационной системы, а также для имитации эхо-сигналов радиовысотомеров при зондировании сигналами с различными видами линейной частотной модуляции.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиолокационным измерениям, и может быть использовано при создании новых радиолокационных измерительных комплексов и модернизации существующих.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиолокации. .

Изобретение относится к радиолокационным измерениям и может быть использовано на открытых радиоизмерительных полигонах. .

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при калибровке радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР).

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в генераторах сигналов сложной формы, а также в моделирующих комплексах, предназначенных для испытаний и исследований радиотехнических систем.

Изобретение относится к антенной технике и предназначено для калибровки активных фазированных антенных решеток. .

Изобретение относится к способам и технике радиоэлектронного подавления технических средств нелинейной радиолокации. Достигаемый технический результат - уменьшение вероятности обнаружения объектов с нелинейными электрическими свойствами за счет внесения неопределенности в фазовые параметры радиолокационных сигналов, принимаемых нелинейной радиолокационной станцией (РЛС) с синтезированной апертурой антенны (формирования полной фазы радиолокационных сигналов на гармониках зондирующего сигнала (ЗС) Фn(t), где n - номер гармоники ЗС, как случайной величины с пределами изменения фазы от 0 до 2π). Указанный результат достигается тем, что в известном способе имитации радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами, заключающемся в приеме элементами приемной антенной решетки зондирующего сигнала нелинейной РЛС с несущей частотой f0, распределении его по соответствующим приемным каналам, осуществлении в каждом из каналов преобразования его спектра и формирования сигналов на гармониках зондирующего сигнала, дополнительно устанавливают двоичный код порогового уровня сигнала радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами, усиливают принятый элементами приемной антенной решетки объединенный сигнал, осуществляют преобразование его уровня в двоичный код, сравнивают двоичный код уровня принятого сигнала с двоичным кодом порогового уровня сигнала радиолокационной цели с нелинейными электрическими свойствами, при превышении сигналом порога генерируют в двоичном коде случайное число , где N - количество фазовых сдвигов, в соответствии с которым осуществляют сдвиг фазы сигнала каждого канала на величину в соответствии с условием , ΔφN=2π, затем в каждом канале спектральные составляющие, наделенные случайным сдвигом фазы Δφi, усиливают до уровня, необходимого для радиоподавления нелинейной РЛС, и осуществляют излучение элементами передающей антенной решетки сигналов гармоник зондирующего сигнала со случайной полной фазой в направлении нелинейной РЛС, при этом приемная и передающая антенные решетки представляют собой решетку Ван-Атта, а элементы приемной и передающей антенных решеток выполнены широкополосными. 2 ил.

Изобретение предназначено для калибровки радиолокационных станций (РЛС). Технический результат - повышение точности калибровки РЛС. Заявленный способ включает запуск на орбиту искусственного спутника Земли (ИСЗ) отражателя с известной величиной ЭПР, облучение его сигналами РЛС, прием и измерение амплитуды отраженных сигналов, при этом в качестве эталона ЭПР на орбиту вокруг Земли на борту миниспутника (МС) транспортируют уголковый отражатель (УО), который выполнен в виде двух плоских радиоотражающих шарнирно связанных граней, развернутых под фиксированным углом α в диапазоне от (90-Δ)° до (90+Δ)°, где Δ определяется из соотношения: 0<Δ<18λ/а, λ - длина волны калибруемой РЛС; а - размер грани УО, причем до запуска УО размещают с внешней стороны торцевой поверхности (ТП) корпуса МС, середину ребра УО располагают соосно с центром ТП, при этом грани ориентируют таким образом, чтобы биссектриса угла между гранями УО в плоскости, перпендикулярной середине ребра, была совмещена с продольной осью МС. В полете с помощью приемников типа «ГЛОНАСС» и/или GPS и бортовой вычислительной машины производят определение положения центра масс МС относительно местоположения калибруемой РЛС, определяют пространственное положение продольной оси МС относительно линии визирования РЛС, а затем системой ориентации МС осуществляют их совмещение в результате чего основной лепесток индикатрисы рассеяния УО направлен на калибруемую РЛС, а максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния УО совпадает с линией визирования калибруемой РЛС. Далее УО задает вращение вокруг биссектрисы угла между его гранями. 10 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при калибровке радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Достигаемый технический результат - повышение точности калибровки РЛС. Указанный λрезультат достигается за счет того, что способ включает запуск ракеты-носителя (РН) с эталонным отражателем (ЭО), облучение отражателя сигналами РЛС, прием и измерение амплитуды отраженных сигналов, в качестве эталона ЭПР на высоту более 100 км транспортируют уголковый отражатель (УО), выполненный в виде двух плоских радиоотражающих граней, развернутых под фиксированным углом α в диапазоне от (90-Δ)° до (90+Δ)°, где Δ - определяется из соотношения: 0<Δ<18λ/а, λ - длина волны калибруемой РЛС, а - размер грани уголкового отражателя, причем до запуска УО размещают с внешней стороны боковой поверхности управляемой стабилизированной платформы (УСП) с системой ориентации в трех плоскостях, УСП с УО размещают на последней ступени РН. РН выводит УСП по баллистической траектории в заданную точку в зоне наблюдения калибруемой РЛС, где УСП отделяется от РН, при этом с помощью приемников навигационной системы типа «ГЛОНАСС» и/или GPS и бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК) определяют положение центра масс УСП относительно местоположения калибруемой РЛС. БЦВК УСП производят расчет и определяют пространственное положение биссектрисы угла УО относительно линии визирования калибруемой РЛС. По расчетным данным БЦВК системой ориентации платформы осуществляют совмещение биссектрисы угла УО с линией визирования калибруемой РЛС. Далее осуществляют закрутку УО вокруг оси, совпадающей с биссектрисой угла между его гранями. Затем УО отделяют от УСП, при этом основной лепесток индикатрисы рассеяния УО направлен на РЛС, а его максимум совпадает с линией визирования РЛС. 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к имитаторам сигнала радиолокационной станции с синтезированием апертуры (РСА), работающей по наземным и морским целям, и может быть использовано для исследования процессов обнаружения и сопровождения целей РСА на фоне протяженной поверхности. Достигаемый технический результат - повышение достоверности имитации отраженного сигнала РСА. Указанный результат достигается за счет связи РСА и имитатора сигнала через радиоканал, при которой имитатор сигнала в реальном времени принимает зондирующий сигнал РСА, переносит его на промежуточную частоту, оцифровывает, задерживает в начало имитируемого сигнала сцены с соответствующей радиальной скоростью, свертывает со смещенной, ранее рассчитанной для каждого такта обновления импульсной характеристикой сцены, компенсирует влияние введенного смещения импульсной характеристики сцены на имитируемое радиолокационное изображение сцены, переносит полученный сигнал на несущую частоту и переизлучает в сторону РСА. 2 ил.

Изобретение относится к области создания антенных систем с функцией слежения за подвижным источником сигнала. Достигаемый технический результат - возможность быстрой калибровки следящих антенных систем с высокой точностью и надежностью. Указанный результат достигается за счет того, что определяют поправки к калибровочной характеристике следящей антенной системы за один технологический этап, при этом данный способ может использоваться как с применением неподвижного юстировочного источника, так и с применением сигнала от подвижного источника. Кроме того, предлагаемый способ может быть использован как во время наладочных работ, так и во время штатной эксплуатации следящих антенных систем. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технологиям создания радиопрозрачных обтекателей (РПО), защищающих самолетную и ракетную бортовую аппаратуру в полете. Достигаемый технический результат - прогнозирование процессов искажения электродинамических характеристик исследуемого образца РПО под воздействием высокотемпературного нагревания. Согласно предложенному способу измерения радиотехнических характеристик (РТХ) исследуемого образца РПО проводят не только в холодном состоянии РПО, после его нагревания, но и в процессе изменения (повышения или понижения) температуры, благодаря чему появляется возможность измерять РТХ исследуемого образца РПО при предельно высоких температурах и определять динамические параметры процесса нагревания РПО, то есть зависимость изменения РТХ исследуемого образца РПО от величины и скорости изменения температуры, что позволяет затем скомпенсировать возникающие в полете искажения РТХ РПО. 7 ил.

Изобретение относится к средствам метрологического обеспечения приемоиндикаторов КНС ГЛОНАСС. Технический результат состоит в повышении точности калибровки запаздывания огибающей литерных частот. Для этого эталонное рабочее место прецизионной калибровки запаздывания огибающих литерных частот в приемниках сигналов ГЛОНАСС состоит из источника испытательных сигналов, калибруемого приемника и ПЭВМ для обработки результатов калибровки. В качестве источника испытательных сигналов используют синтезатор сетки испытательных частот, модулированных по фазе на ±90° дальномерным кодом псевдослучайной последовательности ГЛОНАСС. В ПЭВМ вводят набеги фаз, последовательно измеренные системой слежения за несущей (ССН) калибруемого приемника на интервале Δt. Вычитают из них набеги фаз, измеренные на тех же интервалах Δt аппаратной копии ССН калибруемого приемника, делят эти разности на Δt и получают отсчеты ФЧХ для частот. Вычисляют задержки, непосредственно вызванные нелинейностью ФЧХ, измеряют собственно ГВЗ, суммируют эти задержки и получают спектральную плотность задержек, или парциальные задержки, которые усредняют со спектром псевдослучайной последовательности дальномерного кода, смещая последовательно центральную частоту спектра к ближайшей литерной. 5 ил.

Изобретение относится к области радиолокации. Достигаемый технический результат изобретения - повышение точности юстировки радиолокационных станций (РЛС). Указанный результат достигается за счет того, что измеряют координаты отражающего объекта с последующим определением систематических ошибок юстировки, с помощью спутникового навигатора определяют прямоугольные координаты собственной точки стояния РЛС (x1, y1), измеряют юстируемой РЛС прямоугольные координаты воздушного объекта (ВО), находящегося в зоне действия РЛС (х2, y2), принимают на РЛС с помощью радиоприемника автоматического зависимого наблюдения координаты текущего местонахождения воздушного объекта (х3, y3) и определяют величину поправки по азимуту и по дальности для юстируемой РЛС по соответствующим формулам. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в автоматизированных системах управления воздушным движением. Достигаемый технический результат - повышение точности юстировки. Указанный результат достигается за счет того, что в заявленном способе измеряют координаты отражающего объекта с последующим определением систематических ошибок юстировки, с помощью спутниковых навигаторов определяют прямоугольные координаты (ПК) собственных точек стояния радиолокационных станций (РЛС) (Xn, Yn), измеряют юстируемыми РЛС ПК воздушного объекта (ВО) (XOn, YOn), принимают на автоматических системах управления (АСУ) с помощью радиоприемника автоматического зависимого наблюдения координаты текущего местонахождения ВО (XАЗHn, YАЗHn), интерполируют все принятые ПК к единому моменту времени, математически усредняют полученные интерполированные к единому моменту времени ПК ВО X M C = X O 1 + X O 2 + ⋯ + X O N + X A З H n + 1 Y M C = Y O 1 + Y O 2 + ⋯ + Y O N + Y A З H n + 1 , вычисляют корректировки для каждой из юстируемых РЛС Δ β n = a r c t g ( Y o n − Y n X o n − X n ) − a r c t g ( Y m c − Y n X m c − X n ) = a r c t g ( Y o n − Y n X o n − X n − Y m c − Y n X m c − Y n 1 + Y o n − Y n X o n − X n ⋅ Y m c − Y n X m c − X n ) D n = ( X м с − X n ) 2 + ( Y м с − Y n ) 2 − ( X o n − X n ) 2 + ( Y o n − Y n ) 2 , сравнивают вычисленные корректировки Δβn, ΔDn с разрешающей способностью каждой из юстируемых РЛС и, если корректировки больше разрешающей способности одной из юстируемых РЛС, изменяют настройки данной РЛС, измерения и расчеты повторяют до тех пор, пока величина корректировок не будет меньше разрешающей способности всех юстируемых РЛС. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации и касается имитационно-испытательных комплексов, предназначенных для оценки характеристик радиолокационных объектов. Имитационно-испытательный комплекс для радиолокационной станции (РЛС) содержит цель для создания натурной обстановки в зоне обзора по заданной программе облета. На борту цели установлены подключенная к спутниковой навигационной системе пилотажно-навигационная система и измерительное радиоэлектронное устройство, связанные с пунктом управления. Целью является беспилотный летательный аппарат (БПЛА). БПЛА содержит крыло, оперение, фюзеляж, двигатель и устройство посадки. Пусковая установка содержит направляющую, на которой установлены толкатель и сбоку со стороны винта двигателя убираемый выдвижной стартер. На фюзеляже в нижней его части по продольной оси закреплен упор, контактирующий при взлете с торцевой поверхностью толкателя. Устройство посадки БПЛА установлено в отсеке, на стенке которого закреплена открывающаяся створка, соединенная с автоматическим замком. Достигается простота проведения испытаний, улучшение условий эксплуатации и транспортирования, обеспечение исследований РЛС различного типа на местах дислокации при отсутствии необходимого оборудования. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх