Устройство определения параметров движения астероида



 


Владельцы патента RU 2568628:

Семенов Виктор Леонидович (RU)

Изобретение относится к радиолокационным системам (РЛС) в составе комплексов активной защиты Земли от приближающихся к ней объектов естественного и искусственного происхождения. Устройство включает в себя наземную РЛС с четырьмя приемными (ПРА) и одной передающей (ПДА) антеннами, с двумя фазовыми детекторами, четырьмя блоками отображения информации, регистром сдвига и блоком вычисления скорости астероида. ПДА, установленная в центре окружности, излучает пилообразный НЛЧМ сигнал. Отраженные от астероида сигналы принимаются ПРА, расположенными равномерно вдоль окружности. Параметры движения астероида определяют по моментам обнаружения и по частотам разностных сигналов, принимаемых и формируемых в ПРА, используя указанные выше средства РЛС. Технический результат изобретения состоит в расширении ассортимента РЛС комплексов активной защиты Земли.

 

Изобретение относится к системам, используемым для реализации комплексов активной защиты Земли от летающих объектов естественного и искусственного происхождения, приближающихся к Земле.

Общеизвестно определение параметров движения цели (угловых координат, дальности, скорости и направления перемещения цели) с помощью радиолокационной станции (РЛС), например РСП-6, антенна которой, вращаясь по азимуту, все время производит круговой обзор околоземного пространства. О других РЛС и тем более с не вращающимися антеннами и выполняющими аналогичные функции мало что известно.

Целью изобретения является расширение ассортимента РЛС, используемых для реализации комплексов активной защиты Земли.

Поставленная цель достигается за счет использования для определения параметров движения цели - астероида РЛС с не вращающимися антеннами.

Устройство определения параметров движения астероида содержит частотный радиолокатор, который выполнен в виде одного передающего модуля (ПДМ) и четырех идентичных приемных модулей (ПРМ1÷ПРМ4), каждый из которых представляет собой последовательно соединенные: приемную антенну (ПРА); смеситель (СМ) со вторым входом, через один из четырех высокочастотных кабелей (ВЧК1÷ВЧК4), подключенным к маломощному выходу передатчика ПДМ; фильтр разностных частот (ФРЧ) и обнаружитель сигнала узкополосного спектра частот (ОСУСЧ) и выходную шину, а ПДМ, совмещенный с: первым и вторым фазовыми детекторами (ФД1 и ФД2); четырьмя блоками отображения информации (БОИ1÷БОИ4); регистром сдвига (Рг) и блоком вычисления скорости астероида (БВСА), содержит передатчик непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразно линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), высокомощный выход которого подключен к передающей антенне (ПДА), а выходы ПРМ1, ПРМ2, ПРМ3 и ПРМ4, каждый, через один из четырех ВЧК (ВЧК5÷ВЧК8), подключены, соответственно, к первому и второму входам ФД1 и к первому и второму входам ФД2, а первый выход ФД1 подключен к первым входам БОИ1 и БОИ4, второй выход ФД1 подключен к первым входам БОИ2 и БОИ3, первый выход ФД2 подключен к вторым входам БОИ1 и БОИ2, второй выход ФД2 подключен к вторым входам БОИ3 и БОИ4, а также выход ПРМ1 подключен к входу Рг, первый выход которого подключен: к третьим входам БОИ; входу БВСА, второй выход Рг подключен к четвертым входам БОИ.

Рассмотрим работу устройства определения параметров движения астероида.

Установим ПРА1, ПРА2, ПРА3, ПРА4 ПРМ1-ПРМ4 на Земле, на окружности, на равном удалении по окружности друг от друга, с базовым L=20 км расстоянием между диаметрально противоположными ПРА1 и ПРА2, а также ПРА3 и ПРА4, а в центре окружности установим ПДА ПДМ, через которую будем излучать в сторону астероида, приближающегося к Земле со скоростью Vi=30 км/с, непрерывный сигнал с частотной модуляцией по одностороннему пилообразно линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал) с частотой f=100 ГГц, частотой модуляции Fm=10 Гц и девиацией частоты dfm=500 МГц. И пусть астероид приближается к Земле так, что Di2>Di4>Di3>Di1. Тогда на выходах СМ1, СМ2, СМ3, СМ4 ПРМ1÷ПРМ4, после перемножения в них излученного и отраженного от астероида НЛЧМ сигналов, будут сформированы, при Di1+Dj=30000 км, разностные сигналы с частотой Fp2>Fp4>Fp3>Fp1=[(Di1+Dj)Fm×dfm/C]-(2×Vi×f/C)=480 МГц.

Далее сигналы с частотой Fp1÷4 обнаруживаются ОСУСЧ1÷ОСУСЧ4, например, реализованными по способу из патента RU №2374597. Так, например, при подаче на входы смесителей в ОСУСЧ1÷ОСУСЧ4 постоянного опорного сигнала с частотой 470 МГц обнаружители будут обнаруживать сигналы частотой 480 МГц - 470 МГц = 10 МГц. Так как в рассматриваемом случае Di2>Di4>Di3>Di1, то короткие импульсы появятся сначала на выходе ОСУСЧ1, затем ОСУСЧ3, далее ОСУСЧ4 и, наконец, ОСУСЧ2. При этом только на первых выходах ФД1 и ФД2, например микросхемах типа МС 4044 или МС 12040 (см. [1] У. Титце, К. Шенк. Полупроводниковая схемотехника. М., Мир, 1982, стр.495), появятся импульсы длительностью, равной времени t1 и t2, между моментами появления коротких импульсов на выходах ОСУСЧ1 и ОСУСЧ2 и соответственно ОСУСЧ3 и ОСУСЧ4, которые далее поступят, соответственно, на первый и второй входы БОИ1.

Любой из четырех блоков отображения информации об областях четвертой части полусферы над ПДА, например о каждой четвертой части четверти полусферы, может быть выполнен с использованием двух реверсивных регистров сдвига (РРС1 и РРС2), например, реализованных по авторскому свидетельству СССР №1529291. При этом входы РРС1 и РРС2 будут являться первым и вторым входами БОИ, а: первый выход РРС1 необходимо будет подключить к первым входам элементов И1, И2 и И11, И12; первый выход РРС2 необходимо будет подключить ко вторым входам элементов И1, И3 и И11, И13; второй выход РРС1 необходимо будет подключить к первым входам элементов И3, И4 и И13, И14; второй выход РРС2 необходимо будет подключить к вторым входам элементов И2, И4 и И12, И14, а третьи входы элементов И1, И2, И3, И4, так же как и элементов И11, И12, И13, И14, необходимо будет подключить, соответственно, к третьему и четвертому входам БОИ1, а к выходам каждого из элементов И1, И2, И3, И4 и И11, И12, И13, И14 подключить светодиоды и по четыре ячейки постоянного запоминающего устройства (ЯПЗУ1÷ЯПЗУ4 или ЯПЗУ11÷ЯПЗУ14). Тогда, при обнаружении астероида в наиболее близкой области к выбранной точке на Земле, загорится светодиод, подключенный к выходу И1 или И11, а при его обнаружении в наиболее дальней области загорится светодиод, подключенный к выходу И4 или И14 и т.п. А из ЯПЗУ, в которые предварительно была записана информация, соответственно, о дальностях (Di и Dj), азимуте и угле места нахождения той или иной области обнаружения астероида относительно расположения антенн, можно будет автоматически списать информацию, например, для определения точки упреждения астероида при активном способе защиты Земли.

Одновременно с поступлением импульсов на первый и второй входы БОИ1 на его третий вход и далее на третьи входы элементов И1, И2, И3, И4 поступит высокий потенциал с первого выхода Рг, переведенного в это состояние импульсом с выхода ОСУСЧ1 ПРМ1. Очевидно, что при самых малых t1 и t2 высокий потенциал появится только на первом и втором входах и выходе И1 БОИ1, а при самых больших t1 и t2 - только на первом и втором входах и выходе И4 БОИ1, пусть на выходе И1. При этом загорится светодиод на выходе И1, характеризующий начало вектора направления движения астероида, и на выходах ЯПЗУ11÷ЯПЗУ13 появится информация о дальности, азимуте и угле места области пространства обнаружения астероида, то есть его координаты.

После того как астероид пролетит далее еще некоторое время t3, на выходах СМ1, СМ2, СМ3, СМ4 ПРМ1÷ПРМ4, после перемножения в них излученного и отраженного от астероида НЛЧМ сигналов, будут сформированы сигналы с частотой F p 1 > F p 1 2 > F p 1 4 > F p 1 3 > F p 1 1 = [ ( D i 1 1 + D j 1 ) F m × d f m / C ] ( 2 × V i × f / C ) = 460 М Г ц , а на выходах смесителей в ОСУСЧ1÷ОСУСЧ4 сигналы частотой 470 МГц - 460 МГц = 10 МГц и на выходах ОСУСЧ короткие импульсы, под действием которых на первых выходах ФД1 и ФД2 вновь появятся импульсы длительностью, равной времени t 1 1 и t 1 2 , между моментами появления коротких импульсов на выходах ОСУСЧ1 и ОСУСЧ2 и соответственно ОСУСЧ3 и ОСУСЧ4, которые далее поступят, соответственно, на первый и второй входы БОИ1. Одновременно с этим на четвертый вход БОИ1 и далее на третьи входы элементов И11, И12, И13, И14 поступит высокий потенциал со второго выхода Рг, переведенного в это состояние вторым импульсом с выхода ОСУСЧ1 ПРМ1. Очевидно также, что при самых малых t1 и t2 высокий потенциал появится только на первом и втором входах и выходе И11 БОИ1. При этом загорится светодиод на выходе И11, характеризующий конец вектора направления движения астероида, и на выходах ЯПЗУ11÷ЯПЗУ14 появится информация о дальностях, азимуте и угле места второй области пространства обнаружения астероида, т.е. его очередные координаты. Очевидно, что светодиоды можно в пространстве расположить так, что сделанный с их применением, например, макет будет отражать картину перемещения астероида.

Кроме того, импульс длительностью t3 и пропорциональный Vi с первого выхода Рг подают на БВСА, где известными методами (например, подсчетом счетных импульсов известной частоты за время t3) определяют скорость астероида.

Устройство определения параметров движения астероида, содержащее частотный радиолокатор, отличающееся тем, что частотный радиолокатор выполнен в виде одного передающего модуля (ПДМ) и четырех идентичных приемных модулей (ПРМ1÷ПРМ4), каждый из которых представляет собой последовательно соединенные приемную антенну (ПРА), смеситель (СМ) со вторым входом, через один из четырех высокочастотных кабелей (ВЧК1÷ВЧК4) подключенным к маломощному выходу передатчика ПДМ, фильтр разностных частот (ФРЧ), обнаружитель сигнала узкополосного спектра частот (ОСУСЧ) и выходную шину, причем ПДМ, совмещенный с первым и вторым фазовыми детекторами (ФД1 и ФД2), четырьмя блоками отображения информации (БОИ1÷БОИ4), регистром сдвига (Рг) и блоком вычисления скорости астероида (БВСА), содержит передатчик непрерывного сигнала с частотной модуляцией по одностороннему пилообразно линейно возрастающему закону (НЛЧМ сигнал), высокомощный выход которого подключен к передающей антенне (ПДА), а выходы ПРМ1, ПРМ2, ПРМ3 и ПРМ4, каждый, через один из четырех ВЧК (ВЧК5÷ВЧК8) подключены, соответственно, к первому и второму входам ФД1 и к первому и второму входам ФД2, причем первый выход ФД1 подключен к первым входам БОИ1 и БОИ4, второй выход ФД1 подключен к первым входам БОИ2 и БОИ3, первый выход ФД2 подключен к вторым входам БОИ1 и БОИ2, второй выход ФД2 подключен к вторым входам БОИ3 и БОИ4, а также выход ПРМ1 подключен к входу Рг, первый выход которого подключен к третьим входам БОИ, входу БВСА, а второй выход Рг подключен к четвертым входам БОИ.



 

Похожие патенты:

Предлагаемое изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в радиолокационной технике для обнаружения траектории маневрирующего объекта. Достигаемый технический результат изобретения - повышение вероятности обнаружения траектории маневрирующего объекта.

Изобретение относится к вооружению и может быть использовано в системах распознавания калибра стреляющего артиллерийского орудия по параметрам спектральных составляющих прецессий и нутаций.

Изобретения относятся к области радиолокации. Достигаемый технический результат - измерение дальности до обнаруженной цели, находящейся на большом удалении, при сохранении скрытности работы и без затрат энергии на излучение.

Изобретения относятся к области радиолокации. Достигаемый технический результат - непрерывное в течение длительного времени и скрытное определение всех координат целей в дальней зоне контроля при сокращении числа разнесенных в пространстве пассивных радиолокационных станций (ПРЛС).

Изобретение относится к области радиолокации. Достигаемый технический результат - повышение точности оценки координат цели за счет реализации процедуры когерентного накопления.

Способ обнаружения нефтяных пленок на водной поверхности относится к области радиолокации и может быть использован для радиолокационного мониторинга водной поверхности.

Изобретение относится к области радиолокации. Достигаемый технический результат изобретения - повышение точности определения дальности до цели относительно приемной позиции при траекториях движения цели, совершающих маневр в зоне обзора бистатической радиолокационной станции, и целей, летящих под малыми углами и параллельно линии базы.

Изобретение относится к радиолокационным техническим средствам распознавания класса стреляющих артиллерийских систем противника по результатам измерения текущих координат снаряда на траектории.

Изобретение относится к области навигации и может быть использовано для определения координат подвижных объектов. .

Изобретение относится к космической отрасли, а именно к способам обеспечения управления КА научного и социально-экономического назначения (НСЭН), и может использоваться при организации проведения сеансов связи (СС) с КА с целью принятия необходимых мер по разрешению конфликтных (КС) и парированию нештатных ситуаций (НШС) при эксплуатации технических средств наземного комплекса управления (НКУ), а именно командно-измерительных систем (КИС).

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для определения временной привязки телеметрических измерений с космического аппарата (КА). Способ определения временной привязки телеметрических измерений с КА включает генерацию на борту временных меток и передачу их с измеряемыми параметрами бортовых систем в сформированном телеметрическом кадре на наземный приемный пункт.

Группа изобретений относится к области траекторных измерений с использованием станции слежения (СС) за полетом космического аппарата (КА). При обмене информацией с КА по радиоканалу СС производит измерение дальности до КА и скорости ее изменения.

Изобретение относится к области оптических средств измерения параметров относительного сближения космических аппаратов (КА), а именно к оптико-электронным системам контроля скорости.

Изобретение относится к способам наблюдения за космическими объектами (КО) с помощью оптико-электронных средств и м.б. использовано для определения орбиты пассивного КО (ПКО) на геостационарной орбите автономно с борта активного КО (АКО).

Изобретение относится к способу обнаружения космических обломков. Технический результат - обнаружение космических обломков на геоцентрической орбите.

Изобретение относится к способам определения орбит космических объектов (КО), например космического мусора, бортовыми средствами космического аппарата (КА). Способ заключается в вычислении фокального параметра, истинной аномалии, эксцентриситета и наклонения орбиты интересующего КО по аналитическим формулам, основанным на законах кеплеровского движения.

Изобретение относится к радиолокации пассивных космических объектов (КО), например крупных метеоритов и астероидов (размерами более десяти метров), которые могут представлять опасность при столкновении с Землей.

Группа изобретений относится к методам и средствам траекторных измерений космических аппаратов (КА) с использованием линий радиосвязи. В способе используются три территориально разнесенные наземные измерительные станции (ИС) и приемоответчик КА.

Группа изобретений относится к методам и средствам траекторных измерений космических аппаратов (КА) с использованием линий радиосвязи. В способе используют три территориально разнесенные измерительные станции (ИС).

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано для защиты Земли и космических аппаратов (КА) от астероидно-кометной опасности (АКО). Выводят на орбиту КА со средствами аппаратуры наблюдения (АН) на базе телескопов, первичной обработки изображений и непрерывной прямой двусторонней радиосвязи, устанавливают АН на Луне, синхронизируют КА-телескопы по шкале единого времени, размещают главную оптическую ось АН каждого КА в точках Лагранжа, поочередно сканируют и получают изображения участков небесной сферы, определяют координаты и блеск наблюдаемых небесных объектов (НО), принимают и обрабатывают на наземном пункте управления изображения с зафиксированными новыми НО, с помощью информационно-аналитического центра мониторинга АКО собирают, обрабатывают, анализируют, систематизируют, каталогизируют и хранят информацию об объектах АКО, строят динамику перемещений НО во времени и пространстве, вычисляют орбиты НО, регулярно обновляют и передают потребителям информацию об уточненных параметрах НО, оценивают степень угрозы математическим методом, основанным на критерии минимума среднего риска и зависящим от стоимости ложной тревоги, вероятности отсутствия столкновения, условной вероятности ложной тревоги, весового множителя, стоимости ущерба при столкновении, вероятности столкновения, условной вероятности пропуска столкновения, плотности вероятности положения КА или Земли в пространстве, отношения правдоподобия, плотности вероятности положения опасных космических объектов в пространстве, принимают решения о дальнейших действиях. Изобретение позволяет повысить достоверность степени оценки возможного столкновения с НО. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх