Устройство определения высот ионосферы в зоне обзора



Устройство определения высот ионосферы в зоне обзора
Устройство определения высот ионосферы в зоне обзора

 


Владельцы патента RU 2510882:

Шаболдин Николай Анатольевич (RU)
Бузинский Николай Леонидович (RU)
Часовской Александр Абрамович (RU)
Лапшин Виктор Степанович (RU)
Мялковский Валентин Васильевич (RU)

Изобретение может быть использовано в загоризонтных радиолокаторах. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения высот и упрощение устройства. Указанный результат достигается за счет того, что заявленное устройство содержит синхронизатор, импульсный передатчик, антенный переключатель, приемник, датчик азимута, датчик угла места, селектор по амплитуде и длительности преобразователя дальности, блок вторичной обработки, индикатор, вычитатель следующих друг за другом дальностей, дешифратор, сумматор, датчик половины ширины диаграммы по углу места и блок элементов совпадения, определенным образом соединенные между собой. 2 ил.

 

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в загоризонтных радиолокаторах и для исследования состояния воздушного слоя земли.

Известно устройство определения высот ионосферы в зоне обзора, входящее в состав радиолокатора, являющимся загоризонтным, изложенным в патенте №2073881, автор Часовской А.А., бюл. №5 от 20.02.1997 г. В нем синхронизатор выдает команду на формирование зондирующих импульсов импульсному передатчику, которые через антенный переключатель поступают в антенну. Последняя излучает электромагнитную энергию, отражающуюся от ионосферы, и снова поступающую в антенну и далее через вышеупомянутый антенный переключатель в приемник, преобразующий электромагнитную энергию в электрические сигналы. При этом зондирующий импульс может иметь несущую частоту длинноволнового диапазона, необходимую для отражения от ионосферы, а длительность импульса составит, например, 500 мксек. В селекторе по амплитуде и длительности выделяется уровень сигнала с приемника, характерный для ионосферы, и через строго определенное время с момента начала сигнала с приемника выдается импульс для осуществления окончания счета времени в преобразователь дальности. Таким образом обеспечивается определение наименьшей дальности до ионосферы. Импульс начала счета времени поступает с синхронизатора. Информация с выхода преобразователя дальности может поступать в блок вторичной обработки, где так же, используя информацию о направлении отраженных сигналов, определяются высоты ионосферы в зоне обзора. Значение высот отображаются на индикаторе. В последнем и в блоке вторичной обработки используется информация с датчиков азимута и угла моста. Однако для определения многих высот ионосферы в зоне обзора необходимы громоздкие антенные узлы, обеспечивающие высокую разрешающую способность по углам.

Известно устройство определения высот до ионосферы в зоне обзора, входящего в состав загоризонтного радиолокатора, изложенного в книге «Радиоэлектронная промышленность России», 2010 г., г. Москва, ООО ИД «Военный парад», стр.312. В его состав входят те же узлы, что и в вышеупомянутом аналоге. Однако для определения многих высот в зоне обзора также используются громоздкие узлы.

С помощью предлагаемого устройства обеспечивается определение высот в зоне обзора без использования громоздких узлов и с сохранением точности измерений. Достигается это введением вычитателя следующих друг за другом дальностей, дешифратора, блока элементов совпадения, сумматора и датчика половины ширины диаграммы по углу места. При этом группа выходов преобразователя дальности соединена через вычитатель следующих друг за другом дальностей с группой входов дешифратора, имеющего выход, соединенный с входом блока элементов совпадения, имеющего группу входов и выходов, соответственно соединенную с группой выходов датчика угла места и с первой группой входов сумматора, вторая группа входов которого и группа выходов соответственно соединены с группой выходов датчика половины ширины диаграммы по углу места и с первой группой входов блока вторичной обработки.

На фиг.1 и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - импульсный передатчик

2 - антенный переключатель

3 - антенна

4 - синхронизатор

5 - приемник

6 - датчик угла места

7 - датчик азимута

8 - преобразователь дальности

9 - селектор по амплитуде и длительности

10 - блок элементов совпадения

11 - вычитатель следующих друг за другом дальностей

12 - дешифратор

13 - сумматор

14 - датчик половины ширины диаграммы по углу места

15 - блок вторичной обработки

16 - индикатор,

при этом выход синхронизатора 1 соединен с первым входом преобразователя дальности 8, имеющего второй вход и группу выходов, соответственно соединенные через селектор по амплитуде и длительности 9, через приемник 5 со вторым выходом антенного переключателя 2 и с первой группой входов блока вторичной обработки 15, имеющего группу выходов, соединенную с первой группой входов индикатора 16, имеющего вторую группу входов, соединенную с группой выходов датчика азимута 7, жестко связанного вместе с датчиком угла места 6 с антенной 3, совмещенные вход и выход которой соединены с совмещенными вторым входом и первым выходом антенного переключателя 2, а группа выходов вышеупомянутого преобразователя дальности 8 соединена через вычитатель следующих друг за другом дальностей 11 с группой входа дешифратора 12, имеющего выход, соединенный с входом блока элементов совпадения 10, имеющего группу входов и группу выходов, соответственно соединенные с группой выходов датчика угла места 6 и с первой группой входов сумматора 13, вторая группа входов которого и группа выходов соответственно соединены с группой выходов датчика половины ширины диаграммы по углу места 14 и с первой группой входов блока вторичной обработки 15.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Синхронизатор 4 выдает команду на формирование зондирующих импульсов импульсному передатчику 1, которые через антенный переключатель 2, предотвращающий попадание этих импульсов в приемник 5, поступают в антенну 3 и излучаются в пространство. Отраженная электромагнитная энергия вновь поступает в антенну 3 и далее через вышеупомянутый антенный переключатель 2 в приемник 5, преобразующий электромагнитную энергию в электрические сигналы. При этом зондирующий импульс может иметь несущую частоту длинноволнового диапазона, необходимую для отражения от ионосферы, а длительность импульса может составлять, например, 500 мксек. В селекторе по амплитуде и длительности 9 выделяется уровень сигнала с приемника 5, имеющий амплитуду, характерную для ионосферы и отличную от других амплитуд, и через строго определенное время с момента начала сигнала, необходимое для его фиксации на фоне помех, выдается импульс окончания счета времени в преобразователь дальности 6, определяющий дальность в обрабатываемой зоне до ионосферы 4. Пример конкретного исполнения «селектора по амплитуде и длительности» представлен в книге Хесин «Импульсная техника», 1971 г., стр.152-154. Антенна 3 имеет строго определенную величину ширины диаграммы направленности по углу места и может быть выполнена со значением этой ширины, находящейся в промежутке, например, между сорока и шестьюдесятью градусами, осуществлять вращения с изменением угла места с максимального до значения, например, 45 градусов. Первоначально высоту будет характеризовать расстояние от антенны 3 по вертикали до ионосферы. Однако по мере уменьшения угла места центральной оси антенны 3 минимальная дальность будет увеличиваться на величину, определяемую в вычитателе следующих друг за другом дальностей 11, куда поступают наименьшие дальности с преобразователя дальности 8. И когда разность с вычитателя 11 превысит строго определенную величину, сработает дешифратор 12 и выдаст разрешение блоку элементов совпадения 10 на прохождение информации с датчика угла места 6, жестко связанного с антенной 3, на первую группу входов сумматора 13. При отсутствии разрешения с дешифратора 12 значение высоты характеризуется информацией с преобразователя дальности 8. При наличии же разрешения сработает сумматор 13, на вторую группу входов которого поступит код с датчика половины ширины диаграммы по углу места 14. Поэтому на группе выходов сумматора 13 будет иметь место угломестное направление луча, находящегося на краю диаграммы и равного наименьшему расстоянию до ионосферы. Это направление и наименьшая дальность с преобразователя 8 поступают соответственно на первую и вторую группы входов блока вторичной обработки 15, где на основании соотношения сторон и углов прямоугольного треугольника определяется соответствующая высота ионосферы и расстояние до места, над которым находится измеряемая высота. Эти значения отображаются на индикаторе 16 для каждого азимутального направления. Значения азимута поступают на вторую группу входов индикатора с датчика азимута 7, жестко связанного с антенной 3. Таким образом по мере вращения антенны отображаются все значения высот в зоне обзора. Пример конкретного исполнения блока вторичной обработки представлен, например, в книге «Радиотехнические системы», Пестряков В.П. и др., 1985 г., стр.219. Пример исполнения преобразователя дальности представлен в книге «Справочник-задачник по радиолокации», Васин В.В., Степанов Б.М., 1977 г., стр.214, фиг.9.7.

На фиг.2 показаны расположения диаграммы направленности 17, которая может вращаться с изменением угла места, антенна 3 осуществляет вращение по углу места с помощью привода 20, жестко связанного с станиной 22, вращающейся по азимуту с помощью привода 21. Линия 19 характеризует наименьшее расстояние до ионосферы 18. По мере уменьшения угла места линия 19, находящаяся на краю диаграммы, будет наклоняться вправо и увеличиваться и займет положение OB. Отрезок BE характеризует высоту ионосферы в точке B, а отрезок BF расстояние от ионосферы до поверхности земли OF. При этом OB=BF. Точность определения угла места может составлять 0,5 градуса.

В предлагаемом устройстве благодаря уменьшению габаритов и веса антенны и сокращению количества обрабатывающих узлов создается возможность размещения его на транспортных средствах, например на автомобиле. При этом сохраняется дальность действия и точностные характеристики, что обеспечивает экономический эффект.

Устройство определения высот ионосферы в зоне обзора, состоящее из синхронизатора, импульсного передатчика, антенного переключателя, приемника, датчика азимута, датчика угла места, селектора по амплитуде и длительности преобразователя дальности, блока вторичной обработки и индикатора, где выход синхронизатора соединен с первым входом преобразователя дальности, второй вход которого через селектор по амплитуде и дальности и приемник соединен с вторым выходом антенного переключателя, при этом группа выходов преобразователя дальности соединена с первой группой входов блока вторичной обработки, имеющего группу выходов, соединенную с первой группой входов индикатора, имеющего вторую группу входов, соединенную с группой выходов датчика азимута, жестко связанного вместе с датчиком угла места с антенной, совмещенные вход и выход которой соединены с совмещенными вторым входом и первым выходом антенного переключателя, имеющего первый вход, соединенный через импульсный передатчик с вышеупомянутым выходом синхронизатора, отличающийся тем, что вводится вычитатель следующих друг за другом дальностей, дешифратор, сумматор, датчик половины ширины диаграммы по углу места и блок элементов совпадения, при этом группа выходов преобразователя дальности соединена через вычитатель следующих друг за другом дальностей с группой входов дешифратора, имеющего выход, соединенный с входом блока элементов совпадения, имеющего группу входов и группу выходов, соответственно соединенные с группой выходов датчика угла места и с первой группой входов сумматора, вторая группа входов которого и группа выходов соответственно соединены с группой выходов датчика половины ширины диаграммы по углу места и с первой группой входов блока вторичной обработки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области определения местоположения источников радиоизлучений. Достигаемый технический результат изобретения - определение координат местоположения источника радиоизлучения известной интенсивности в пассивном режиме в условиях отсутствия взаимной временной синхронизации пунктов приема.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к беспроводной связи, и может быть использовано в системе определения местоположения. Технический результат заключается в предоставлении информации, применимой для выполнения операций определения местоположения для обеспечения возможности определения местоположения.

Изобретение предназначено для определения координат воздушных объектов (ВО) по сигналам системы радиолокационного опознавания (РЛО) при отсутствии приема сигналов радиолокационных запросчиков (РЛЗ), местоположение которых известно.

Изобретение относится к системам отслеживания, выполненным с возможностью отслеживать продукт и/или деятельность. Технический результат заключается в уменьшении искажений и фальсификаций в системе отслеживания.

Изобретение относится к навигационному приборостроению, в частности к устройствам совместной обработки результатов измерения курса ГНСС-компасом и гирогоризонткомпасом, и может быть использовано в навигационных комплексах мобильных средств (МС).

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при организации безопасного и удобного способа складирования в автоматизированных системах обработки и хранения грузов (AS/RS).

Изобретение относится к системам спутникового контроля (СРК). .
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к зрительной навигации в прибрежной полосе моря. .

Изобретение относится к области радиолокации и вычислительной техники. .

Изобретения могут быть использованы для определения угловой ориентации летательных аппаратов (ЛА) в пространстве и на плоскости. Достигаемый технический результат - повышение точности измерения углов крена, азимута и тангажа ЛА. Технический результат достигается тем, что учитываются меняющиеся во времени набеги фаз в аналоговых частях приемных трактов измерителя. Для этого изменяют порядок формирования элементов матрицы измерений, а именно вычисляют разности фаз между соответствующими эталонными и измеренными разностями фаз сигналов от S космических аппаратов (КА) с априорно известным местоположением, назначают в качестве опорных разностные сигналы одного из S обнаруженных КА, находят разность разности между разностными сигналами S-1 КА и соответствующими разностными сигналами опорного КА, возводят их в квадрат и суммируют по всем возможным парам антенных элементов и всем S-1 КА. Устройство определения угловой ориентации ЛА, реализующее способ, содержит M идентичных приемных каналов, где M≥4, блок формирования опорных сигналов, тактовый генератор, S корреляторов, S блоков анализа, S+1 коммутатор, блок начальной установки корреляторов, 2S блоков вычитания, два блока памяти, вычислитель-формирователь, блок управления, дешифратор, блок индикации, три входные установочные шины, радионавигатор и антенный элемент определенным образом соединенные между собой. 2 н.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в многопозиционных радиотехнических системах с подвижными пунктами приема, устанавливаемыми, например, на летательных аппаратах. Способ включает периодический прием радиосигналов источника одновременно не менее чем в двух пространственно разнесенных подвижных пунктах приема, синхронно с этим измерение собственных координат и параметров вектора скорости движения, с последующей передачей их и принятых радиосигналов на центральный пункт и определением местоположения источника радиоизлучения. На центральном пункте в каждом из периодов приема рассчитывают доплеровские сдвиги частот и взаимные запаздывания моментов прихода электромагнитных волн из мест возможного положения источника в пункты приема с учетом их измеренных собственных координат и параметров вектора скорости, измеряют энергию принятых радиосигналов, для различных пар радиосигналов определяют среднее геометрическое энергии, измеряют значения модуля комплексных взаимных корреляционных функций в точках расчетных запаздываний и доплеровских сдвигов частот, которые вычитают из среднего геометрического энергии, затем по совокупности различных пар радиосигналов и периодов приема полученные разности усредняют и по минимуму этих усредненных значений определяют местоположение источника радиоизлучения. Достигаемый технический результат - расширение области применения при произвольном числе пунктов приема и интервалов времени движения с увеличением точности определения координат до потенциального предела. 7 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при формировании эталонной информации (изображений) для корреляционно-экстремальных навигационных систем летательных аппаратов (ЛА). Техническим результатом является повышение эффективности планирования и подготовки полетных заданий летательных аппаратов. Устройство автоматизированного формирования эталонной информации для навигационных систем содержит: блоки памяти, сумматоры, регистры, блоки сравнения группы, коммутаторы группы, блоки элементов И/ИЛИ, дешифраторы, счетчики, блоки задержки, генератор тактовых импульсов, триггер, логический блок подготовки яркостных эталонов, включающий блок преобразования исходных картографических данных, аэрофотоснимков и космоснимков, формирователь одноканального или многоканального поля информативности, блок поиска экстремумов поля информативности, блок сопоставления экстремумов поля информативности каждого из каналов, блок расчета эталонных изображений, блок буферной памяти и связи между указанными элементами. 2 ил.

Изобретение относится к радиопеленгации и может быть использовано в комплексах радиоконтроля для определения местоположения источников излучения коротковолнового диапазона с ионосферным распространением радиоволн. Достигаемый технический результат - расширение функциональных возможностей. Указанный результат достигается тем, что включает определение высоты ионосферных слоев и критических частот, прием радиосигналов с помощью пространственно разнесенных пеленгаторных антенн и приемников, определение пеленга и дальности до источника излучения при этом, предварительно для точек возможного положения источника по дальности рассчитывают число и углы места прихода лучей, удовлетворяющих условиям отражения от ионосферных слоев с учетом их высоты, критических частот и длины волны излучения. Затем для каждого из лучей, их расчетных углов места, возможных значений пеленга рассчитывают набеги фаз сигналов в антеннах, после чего в принятых радиосигналах компенсируют радиосигналы источника с учетом расчетных набегов фаз. Скомпенсированные сигналы квадратично детектируют и усредняют по совокупности антенн, а пеленг и дальность до источника излучения определяют по минимуму результатов усреднения, взвешенных пропорционально числу лучей. 8 ил.

Изобретение относится к области навигационного приборостроения морских подвижных объектов. Достигаемый технический результат изобретения - повышение точности и помехоустойчивости системы. Указанный результат достигается тем, что заявленная система содержит бескарданный инерциальный измерительный модуль (БИИМ) с измерительным блоком на инерциальных датчиках (микромеханических гироскопах, акселерометрах низкой точности) и магнитометрах, а также приемную аппаратуру спутниковой навигационной системы (ПА СНС) с фазовыми измерениями и разнесенными на соответствующей базе антеннами при выработке курса объекта. При этом в измерительный блок БИИМ дополнительно включают волоконно-оптический гироскоп навигационного класса точности с измерительной осью, ортогональной плоскости палубы, причем БИИМ, кроме параметров ориентации (курс и углы качки), осуществляет дополнительно выработку составляющих вектора линейной скорости и координат места объекта. В вычислительный модуль системы дополнительно поступают данные от судового лага для формирования совместно с данными от блока магнитометров соответствующих разностных измерений и их обработки с целью реализации автономного режима работы системы; при этом в вычислительном модуле системы дополнительно осуществляют оценку погрешностей БИИМ по составляющим вектора линейной скорости, а также оценку дрейфов микромеханических гироскопов и волоконно-оптических гироскопов (ВОГ) и их подачу по обратной связи в БИИМ для коррекции.8 ил.

Способ предназначен для определения оценок местоположения объектов на дорожной сети (ДС). Достигаемый технический результат - обеспечение возможности однозначного определения подвижного объекта, привязанного к ДС. Сущность изобретения состоит в следующем. Измеряют угол прихода электромагнитной волны (пеленг) αизм(t) от объекта из одного измерительного пункта (ИП), положение которого известно, при этом сигналы, излучаемые объектом, содержат его опознавательный код. Одновременно с излучением сигнала на объекте измеряют скорость νизм его перемещения вдоль элемента дорожной сети (ЭДС). Сигнал, пропорциональный измеренной скорости, кодируют и полученный код передают по радиоканалу передачи данных на ИП, на котором после приема и декодирования получают значение измеренной скорости. Через интервал времени длительностью Δt повторно измеряют пеленг αизм(t+Δt), идентифицируя его по опознавательному коду объекта. Определяют длину пройденного пути Δe=Δtνизм за время Δt. По измеренному пеленгу αизм(t) и параметрическим моделям пеленга αi(e),, заданным в функции натурального параметра, для каждого ЭДС определяют значения натурального параметра , , соответствующие точкам пересечения линии положения для измеренного пеленга αизм(t) и ЭДС. Для каждого из этих элементов определяют возможные значения пеленгов , , соответствующие перемещению объекта на расстояние Δe, и из условия минимального рассогласования между ними и повторно измеренным пеленгом αизм(t+Δt) определяют номер i* ЭДС, на котором находится объект. Определяют координаты местоположения объекта как координаты точки пересечения линии положения, соответствующей измеренному пеленгу (αизм(t) или αизм(t+Δt)) и i*-го ЭДС. 4 ил.

Изобретение относится к гидроакустическим системам навигации подводных аппаратов относительно судна обеспечения и может быть использовано для определения координат буксируемого подводного аппарата (БПА), осуществляющего гидролокацию рельефа дна. Достигаемый технический результат изобретения - уменьшение погрешности определения координат буксируемого подводного аппарата с одновременным снижением трудозатрат при выполнении подводных исследовательских работ. Указанный результат достигается за счет того, что система навигации буксируемого подводного аппарата содержит установленные на буксирующем судне GPS приемник, систему управления, многолучевой эхолот (МЛЭ), набортный блок гидролокатора, антенну подводной навигации и установленные на БПА гидролокатор бокового обзора (ГБО), управляющее устройство и транспондер подводной навигации, при этом путем фазовой пеленгации определяются координаты БПА относительно места расположения антенны GPS приемника на буксирующем судне, затем система управления производит корректировку координат БПА путем кросскорреляционной обработки изображений рельефа дна, полученных с помощью ГБО и МЛЭ, скорректированные координаты БПА пересчитываются в географические координаты. 5 ил.

Изобретение относится к обнаружению сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ). Достигаемый технический результат - повышение достоверности обнаружения ЛЧМ-сигналов и возможность определения их характеристик в случае обнаружения. Указанный результат достигается тем, что в заявленном способе принимают пространственно разнесенные сигналы, излучаемые множеством радиопередатчиков, выполняют ЛЧМ-гетеродинирование суммарного сигнала и вычисляют быстрое преобразование Фурье (БПФ), с помощью сумматора в течение сеанса обнаружения парциально накапливают отсчеты БПФ, далее среди выходов сумматора находят максимальное значение rh и соответствующий ему индекс jp, по заданному значению вероятности ложной тревоги вычисляют пороговое значение rhпор, устанавливают флаг и, если sобн=«Обнаружен», по величине индекса jp определяют значения стартового времени обнаруженного ЛЧМ-сигнала и длины его группового пути распространения. 3 ил.

Изобретение относится к области обнаружения в атмосфере объектов, преимущественно малозаметных, и их координатометрии. Согласно способу дальнего оптического обнаружения по признакам конденсационного следа в атмосфере обеспечивают оптимальные условия обзора с размещением приемных постов угломерной системы координатометрии на бортах барражирующих выше облаков беспилотных вертолетов. При этом скорость перемещения фронта, альбедо и форма искусственного облака представляют его как конденсационный след, а по измеренным углам фронта конденсационного следа угломерным методом определяются местоположение и параметры движения объекта. Техническими результатами являются реализация дальнего пассивного местоопределения и расчета параметров движения объектов с минимальными ошибками, расширение зоны наблюдения. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах контроля воздушного, наземного и морского пространства с использованием прямых и рассеянных подвижными объектами радиосигналов, излучаемых множеством неконтролируемых и контролируемых передатчиков радиоэлектронных систем различного назначения. Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение вероятности обнаружения далеких и слаборассеивающих объектов. Повышение вероятности обнаружения достигается за счет применения новых операций поляризационно-чувствительной нелинейной итерационной обработки радиосигналов, обеспечивающих повышение чувствительности и динамического диапазона при формировании компонент горизонтальной и вертикальной поляризации двухкомпонентного комплексного частотно-временного изображения радиосигналов, рассеянных объектами в анализируемой области доплеровских частот и временных задержек. 1 ил.
Наверх