Способ определения направления на ридиомаяк. радиокомпас. двухчастотный частотный дальномер



 


Владельцы патента RU 2532542:

Семенов Виктор Леонидович (RU)

Группа изобретений относится к навигационным системам. Достигаемый технический результат - расширение ассортимента радиокомпасов, что достигается за счет использования в них определителя рассогласования продольной оси радиокомпаса с направлением на радиомаяк. Указанный результат достигается тем, что определяют направление на радиомаяк посредством излучения в сторону радиомаяка и переизлучения им электромагнитной энергии обратно следующим образом. Из двух точек радиокомпаса (как выполнен, смотри ниже), с базовым L расстоянием между точками, на радиомаяк излучают два непрерывных сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразно линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), с близкими частотами f1 и f2 НЛЧМ сигнала и одинаковыми его частотой модуляции Fm и девиацией частоты dfm, которые: принимают на радиомаяке, усиливают по мощности и переизлучают в сторону радиокомпаса, где их перемножают с излученными НЛЧМ сигналами и выделяют сигналы: Fpi=2DiFmdfm/C-2Vif1/C и Fpj=2DjFmdfm/C-2Vif2/C, где Di и Dj - расстояние между антеннами радиокомпаса и антенной радиомаяка, перемещающегося со скоростью Vi, C - скорость света, а затем, после перемножения сигналов с частотами Fpi и Fpj, выделяют разностный сигнал частотой f3=Fpi-Fpj, величина которой, при совпадении линии расположения антенн радиокомпаса с направлением на радиомаяк, или перпендикуляра, восстановленного из середины линии расположения антенн радиокомпаса, с направлением на радиомаяк, независимо от расстояния между радиокомпасом и радиомаяком, является конкретной и позволяет утверждать, что при обнаружении на радиокомпасе сигнала частотой f3, направление на радиомаяк определено. Радиокомпас содержит радиомаяк и двухчастотный частотный дальномер с двумя антеннами, установленными на базовом L расстоянии между собой, выходы фильтров разностных частот которого, через последовательно соединенные смеситель и узкополосный полосовой фильтр, подключены к схеме включения сигнализации. А радиомаяк содержит антенну, полосовой фильтр и усилитель мощности. 3 н.п. ф-лы.

 

Группа изобретений относится к навигационным системам и комплексам.

Для того чтобы, например, привести корабль в место назначения (к радиомаяку), необходимо определять, по крайней мере, направление на радиомаяк, например, амплитудным методом пеленгации [1, Справочник по основам радиолокационной техники. Под редакцией В.В. Дружинина. Военное издательство, М., 1967].

О других методах, кроме как по компасу или звездам, привода средств передвижения к месту назначения мало что известно.

Целью изобретения является расширение ассортимента радиокомпасов.

Поставленная цель достигается за счет реализации радиокомпасов с использованием определения рассогласования продольной оси средства передвижения с направлением на радиомаяк.

Определяют направление на радиомаяк посредством излучения в сторону радиомаяка и переизлучения им электромагнитной энергии обратно следующим образом. Из двух точек радиокомпаса (как выполнен, смотри ниже), с базовым L расстоянием между точками, на радиомаяк излучают два непрерывных сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразно линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), с близкими частотами f1 и f2 НЛЧМ сигнала и одинаковыми его частотой модуляции Fm и девиацией частоты dfm, которые: принимают на радиомаяке, усиливают по мощности и переизлучают в сторону радиокомпаса, где их перемножают с излученными НЛЧМ сигналами и выделяют сигналы: Fpi=2DiFmdfm/C-2Vif1/C и Fpj=2DjFmdfm/C-2Vif2/C,

где Di и Dj - расстояние между антеннами радиокомпаса и антенной радиомаяка, перемещающегося со скоростью Vi, C - скорость света, а затем, после перемножения сигналов с частотами Fpi и Fpj, выделяют разностный сигнал частотой f3=Fpi-Fpj, величина которой, при совпадении линии расположения антенн радиокомпаса с направлением на радиомаяк, или перпендикуляра, восстановленного из середины линии расположения антенн радиокомпаса, с направлением на радиомаяк, независимо от расстояния между радиокомпасом и радиомаяком, является конкретной и позволяет утверждать, что при обнаружении на радиокомпасе сигнала частотой f3, направление на радиомаяк определено.

Радиокомпас содержит радиомаяк и двухчастотный частотный дальномер (как выполнен, смотри ниже), с двумя приемо-передающими антеннами, установленными на базовом L расстоянии между собой, выходы фильтров разностных частот ФРЧ-1 и ФРЧ-2 которого, через последовательно соединенные пятый смеситель и узкополосный полосовой фильтр (УПФ), подключены к схеме включения сигнализации. А радиомаяк выполнен в виде антенны, вход которой, работающий на прием, через последовательно соединенные полосовой фильтр и усилитель мощности, подключен к выходу антенны, работающему на передачу.

Двухчастотный частотный дальномер содержит генератор (Г-1), смеситель (СМ-1), фильтр разностной частоты (ФРЧ-1) и приемо-передающую антенну (антенну), а также: вторую антенну; Г-2; Г-3; СМ-2; СМ-3; СМ-4; ФРЧ-2; ФРЧ-3; ФРЧ-4; два усилителя мощности и последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), выход которого через Г-1 подключен к входам СМ-3 и СМ-4, а выход Г-2, через последовательно соединенные второй вход СМ-3, ФРЧ-3, СМ-1 подключен к входу ФРЧ-1, так же, как и выход Г-3, через последовательно соединенные второй вход СМ-4, ФРЧ-4, СМ-2 подключен к входу ФРЧ-2, а также выходы ФРЧ-3 и ФРЧ-4, соответственно, через первый и второй усилители мощности подключены к входам соответственно первой и второй антенн, работающим на передачу, а входы антенн, работающие на прием, подключены к вторым входам соответственно СМ-1 и СМ-2.

Рассмотрим, в том числе на примерах, работу радиокомпаса.

Пусть со стороны радиокомпаса, выполненного на базе двухчастотного частотного дальномера (ДЧД) с двумя приемо-передающими антеннами (антеннами), установленными на продольной оси корабля (или на поперечной), на расстоянии L=20 м друг от друга и плывущего со скоростью Vi=15 м/с, в сторону находящегося на расстоянии 149990 или 14990 м от него радиомаяка, излучают НЛЧМ-1 и НЛЧМ-2 сигналы с частотами f1=1 и f2=1,1 ГГц, частотой модуляции Fm=5 кГц и девиацией частоты dfm=5,1 МГц, формируемые ДЧД, в котором счетчик импульсов все время подсчитывает импульсы генератора импульсов. При этом на выходе ЦАП формируется пилообразное напряжение с частотой повторения Fm=5 кГц, которое подают на варикап генератора Г-1. При этом на выходе Г-1 формируется сигнал частотой f и девиацией частоты dfm=5,1 МГц, который поступает на первые входы СМ-3 и СМ-4, на вторые входы которых подают с Г-2 и Г-3, соответственно, сигналы частотой fx и fz. При этом на выходах СМ-3 и СМ-4 и соответственно ФРЧ-3 и ФРЧ-4 формируются сигналы частотой f1=f-fx=1 ГГц и f2=f-fz=1,1 ГГц, которые, соответственно, первым и вторым усилителями мощности усиливаются и через первую и вторую антенны передаются на радиомаяк. Где принимаются его приемо-передающей антенной, выделяются полосовым фильтром, усиливаются по мощности и через выход антенны, работающий на передачу, переизлучаются на корабль. Где принимаются первой и второй приемо-передающими антеннами ДЧД и поступают на СМ-1 и СМ-2 ДЧД, перемножаются в нем с, соответственно, излученными НЛЧМ-1 и НЛЧМ-2 сигналами, поступающими на вторые входы СМ-1 и СМ-2 с выходов ФРЧ-3 и ФРЧ-4. После перемножения НЛЧМ сигналов на выходах СМ-1 и СМ-2 и соответственно выходах ФРЧ-1 и ФРЧ-2 формируются, при расположении антенн ДЧД на продольной оси корабля, совпадающей точно с направлением на радиомаяк, сигналы с частотой Fpi=2DiFmdfm/C-f12Vi/C и Fpj=2DjFmdfm/C-f22Vi/C, F 1 = 2 ( 149990 ) ( 5 к Г ц ) ( 5,1 М Г ц ) / ( 3 × 10 8 м / с ) 2 ( 1 Г Г ц ) ( 15 м / с ) / ( 3 × 10 8 м / с ) = 25498200 Г ц , F 2 = 2 × ( 149990 м + 20 м ) × 5 × 10 3 × 5 ,1 × 10 6 / 3 × 10 8 2 × 1 ,1 × 10 9 × 15 / 3 × 10 8 = 25501590 Гц , или F 1 1 = 2 ( 14990 ) × 5 × 10 3 × 5,1 × 10 6 / 3 × 10 8 2 × 1,1 × 10 9 × 15 / 3 × 10 8 = 25482200 Г ц , F 2 1 = 2 ( 14990 м + 20 м ) × 5 × 10 3 × 5,1 × 10 6 / 3 × 10 8 2 × 1,1 × 10 9 × 15 / 3 × 10 8 = 2551590 Г ц , или, при расположении антенн ДЧД на поперечной оси корабля, продольная ось которого совпадает точно с направлением на радиомаяк, с, примерно, частотами F 1 11 = 2 ( 149990 ) ( 5 к Г ц ) ( 5,1 М Г ц ) / ( 3 × 10 8 м / с ) 2 ( 1 Г Г ц ) ( 15 м / с ) 1 / ( 3 × 10 8 м / с ) = 25498200 Г ц , F 2 11 = 2 × 149990 м × 5 × 10 3 × 5,1 × 10 6 / 3 × 10 8 2 × 1,1 × 10 9 × 15 × 1 / 3 × 10 8 = 254981900 Г ц , или F 1 111 = 2 × 14990 м × 5 × 10 3 × 5,1 × 10 6 / 3 × 10 8 2 × 1,1 × 10 9 × 15 × 1 / 3 × 10 8 = 2548200 Г ц , F 2 111 = 2 × 14990 м × 5 × 10 3 × 5,1 × 10 6 / 3 × 10 8 2 × 1,1 × 10 9 × 15 × 1 / 3 × 10 8 = 2548190 Г ц ,

величина которых является функцией расстояния между кораблем и радиомаяком.

Сигналы частотой F 1 , F 1 1 , F 1 11 , F 1 111 и F 2 , F 2 1 , F 2 11 , F 2 111 выделяются ФРЧ-1 и ФРЧ-2 и перемножаются в СМ-5. А далее разностные сигналы частотой f 3 = F 2 F 1 = F 2 1 F 1 1 = 3390 Г ц или f 3 1 = F 1 11 F 2 11 = F 1 111 F 2 111 = 10 Г ц выделяются УПФ радиокомпаса с целью оповещения об определении направления на радиомаяк через схему включения сигнализации.

1. Способ определения направления на радиомаяк, заключающийся в излучении в сторону радиомаяка и переизлучении им электромагнитной энергии, отличающийся тем, что из двух точек радиокомпаса, выполненного по п.2, с базовым L расстоянием между точками, на радиомаяк излучают два непрерывных сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразно линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), с близкими частотами f1 и f2 НЛЧМ сигнала и одинаковыми его частотой модуляции Fm и девиацией частоты dfm, которые: принимаются на радиомаяке, усиливаются по мощности и переизлучаются в сторону радиокомпаса,
где их перемножают с излученными НЛЧМ сигналами и выделяют сигналы:
Fpi=2DiFmdfm/C-2Vif1/C и Fpj=2DjFmdfm/C-2Vif2/C,
где Di и Dj - расстояние между антеннами радиокомпаса и антенной радиомаяка перемещающегося со скоростью Vi, C - скорость света, а затем, после перемножения сигналов с частотами Fpi и Fpj, выделяют разностный сигнал частотой f3=Fpi-Fpj, величина которой, при совпадении линии расположения антенн радиокомпаса с направлением на радиомаяк, или перпендикуляра, восстановленного из середины линии расположения антенн радиокомпаса, с направлением на радиомаяк, независимо от расстояния между радиокомпасом и радиомаяком, является конкретной и позволяет утверждать, что при обнаружении на радиокомпасе сигнала частотой f3, направление на радиомаяк определено.

2. Радиокомпас, содержащий дальномер и радиомаяк, отличающийся тем, что в нем используется двухчастотный частотный дальномер, выполненный по п.3, с двумя приемопередающими антеннами, установленными на базовом L расстоянии между собой, выходы фильтров разностных частот ФРЧ-1 и ФРЧ-2 которого, через последовательно соединенные пятый смеситель и узкополосный полосовой фильтр, подключены к схеме включения сигнализации, а радиомаяк выполнен в виде приемо-передающей антенны (антенна), вход которой, работающий на прием, через последовательно соединенные полосовой фильтр и усилитель мощности, подключен к выходу антенны, работающему на передачу.

3. Двухчастотный частотный дальномер, содержащий генератор (Г-1), смеситель (СМ-1), фильтр разностной частоты (ФРЧ-1) и приемо-передающую антенну (антенну), отличающийся тем, что в него дополнительно введены: вторая антенна; Г-2; Г-3; СМ-2; СМ-3; СМ-4; ФРЧ-2; ФРЧ-3; ФРЧ-4; два усилителя мощности и последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), выход которого через Г-1 подключен к входам СМ-3 и СМ-4, а выход Г-2, через последовательно соединенные второй вход СМ-3, ФРЧ-3, СМ-1 подключен к входу ФРЧ-1, так же, как и выход Г-3, через последовательно соединенные второй вход СМ-4, ФРЧ-4, СМ-2 подключен к входу ФРЧ-2, а также выходы ФРЧ-3 и ФРЧ-4, соответственно, через первый и второй усилители мощности подключены к входам соответственно первой и второй антенн, работающим на передачу, а входы первой и второй антенн, работающие на прием, подключены к вторым входам соответственно СМ-1 и СМ-2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при пеленгации источников радиоизлучений (ИРИ) коротковолнового (KB) диапазона. Достигаемый технический результат изобретения - повышение быстродействия обработки сигналов ИРИ KB диапазона, находящихся в трехмерном пространстве, при многоканальной фазовой пеленгации.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для определения местоположения источника радиоизлучения (ИРИ). Достигаемый технический результат - повышение селективности ИРИ.

Устройство обработки сигналов навигационного радиолокатора может быть использовано в судовых радиолокаторах надводной обстановки. Достигаемый технический результат - уменьшение времени швартовки без уменьшения безопасности движения судна.

Изобретение относится к радиотехнике и используется как аварийно-спасательный радиомаяк для передачи аварийного сообщения через искусственные спутники Земли системы КОСПАС-САРСАТ на станции приема и обработки информации аварийного сообщения.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения координат источника радиоизлучений (ИРИ), в частности для определения координат ИРИ коротковолнового (КВ) диапазона в ходе радиомониторинга.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для пеленгования источников радиосигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ) в коротковолновом (KB) диапазоне.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения координат источников радиоизлучений (ИРИ), в частности для определения координат ИРИ при амплитудно-фазовой пеленгации с борта летательного аппарата (ЛА).

Изобретение относится к радиотехнике. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Достигаемый технический результат - возможность селекции источника сигналов в трехмерном пространстве. Технический результат достигается тем, что устройство для определения направления на источник сигнала содержит первую магнитную антенну, вторую магнитную антенну, перпендикулярную первой магнитной антенне, третью антенну, шесть усилителей, двенадцать аналого-цифровых преобразователей (АЦП), персональную электронно-вычислительную машину (ПЭВМ или микропроцессору), содержит также блок системы единого времени (GPS или Глонасс) и блок связи с абонентами, подключенные к ПЭВМ, три смесителя, двенадцать управляемых фильтров, шесть коммутаторов, четыре цифроаналоговых преобразователя (ЦАП), три калибратора, формирователь, гониометр, выполненный определенным образом, причем первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой усилители выполнены управляемыми по фазовому сдвигу и усилению с управляющими входами, подключенными к ПЭВМ, третья антенна выполнена магнитной и ориентирована перпендикулярно первой и второй магнитным антеннам. Перечисленные средства выполнены и соединены между собой определенным образом. 2 ил.
Изобретение относится к области обеспечения поисково-спасательных операций при авариях летательных и подводных объектов. Способ определения места крушения движущегося объекта характеризуется использованием устройств, снабженных воздухо- и водоплавающими носителями, активируемыми после отделения устройств от объекта, радиомаяками, идентификатором и навигатором, накопителями информации о состоянии объекта, системой связи и демаскирующими элементами для уверенного поиска и определения координат цепочки устройств на поверхности, по которой локализуют трассу и место непосредственно крушения объекта. Изобретение направлено на повышение эффективности поисково-спасательных работ. 2 з.п. ф-лы.
Наверх