Устройство измерения параметров морского волнения

 

Союз Советскин

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 734593 (6l ) Дополнительное к авт. сеид-еу (22) Заявлено 18.01,78 (2> ) 2571650/18-23 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 15.05-80. Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 15.05.80 (81) М. Кл.

Я 01 S S/60

Йкуднрстнмнтмй комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 681., 121.89 (088 Â) Н. Т. Ничнпоренко и Д. М. Гарифугпкн (?2) Авторы изобретения

Ленинградское высшее инженерное морское училище им. С. О. Макарова (?I) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРСИ

NOPGKOPO ВОЛНЕНИЯ

Изобретение относится к радиолокации, . частности к использованию радиолока)ционной .станции для океанографических исследовайий.

Известно устройство для измерения параметров морского волнения, в котором необходимо найти четыре курсовых угла.

Интенсивность эхо-сигналов для этих у1 лов имеет экстремумы.. По максимумам эхо-сигналов определяют главное направ-; ление движения.волн, а по минимумамлинию гребней 1) .

Недостатком указанного устройства является невозможность определения скорости движения морской. волны.

t5

Наиболее близким решением из известных к предлагаемому является устройство измерения MpBh18Tpos морского волнения, . ©одержащее блок определения периода морских волн, а также генератор строб-импульсов, выход которого соединен с первым входом первого блока стробирования по дальности с детектором огибающей амплитуд эхасигналов, а выход

его - с входом первого фильтра низких частот (2) .

Недостатком указанного устройства является невозможность определения ско рости морской волны.

Белью изобретения является определение скорости морских волн.

Бель достигается тем, что в устройство измерения параметров морского вол пения, содержащее блок определения периода морских волн, а также генератор строб-импульсов, выход которого сое динан с первым входом первого блока стробирования по дальности с детектором огибающей амплитуд эхо-сигналов, а выход - с входом первого фильтра низ ких частот, дополнительно введены линия задержки, второй блок стробнрованяя по дальности с детектором огибающей ам. плитуд эхо-сигналов, второй фильтр низких чаагот и блок определения скорости морской волны, причем выход генератора строб-импульсов через линию задержки соединен с.первым входом вто734591 гю

ro блока стробирования по дальности с детектором огибающей амплитуд-эхосигналов, второй вход соединен с вторым входом первого блока стробирования по дальности, выход второго блока строби рования по дальности через второй фильтр низких частот соединен с первым входом блока определения скорости морской волны, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра низких частот, два выхода блока определения скорости морской волны соединены с соответствующими входами блока определения периода морских волн.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы данного устройства.

Устройство содержит генератор стробимпульса 1, который формирует строб дальности, задержанный относительно зондирующего импульса РЛС, блок 2 стробирования по дальности с детектором огибающей, фильтр 3 низких частот, линию задержки 4, которая осуществляет задержку строба дальности для блока 5 стробирования с детектором огибающей относительно строба блока 2, фильтр 6 низких частот, блок 7 измерения и индикации скорости морской волны и блок

8 измерения и индикации периода морских

Bo1fH, Один из вариантов реализации блока измерения и индикации скорости морской волны показан на схеме. Она содержит . два триггера Шмидта 9 и 10, формирующие импульсы прямоугольной формы из сигналов, соответствующих морским волнам с выходов фильтров 3 и 6 низких частот, триггер 11, формирующий им- 4ю пульс с длительностью, равной сдвигу во времени между импульсами с выходов триггеров Шмидта 9 и 10; генератор 12 падающего напряжения, генератор 13 пилообразного напряжения, компаратор 14, триггер 15, формирующий импульс с длительностью, пропорциональной скорости морской волны, схему совпадения 16, генератор 17 счетных импульсов, счетчик 18, блок 19 цифровой индикации ско-

Рости морской волны. Блок 8 измерения и индикации периода морской волны содержит триггер 20, формирующий импульс с длительностью, равной периоду морской волны; схему совпадения 21, счетчик

22 и блок 23 цифровой индикации периоAR морских ВОлн, Устройство работает следующим образом.

Д

Импульсы синхронизации РЛС поступают на генератор строб-импульсов 1, который формирует стробирующие импульс сы,задержанные относительно зондирую щего импульса РЛС на время, необходимое для стробирования выбранного участка морской поверхности. Отраженные от поверхности моря сигналы после их линейного усиления и детектирования поступают на блоки 2 и 5 стробирования с детектором огибающей куда приходят и стробирующие импульсы. Величина задержки Г дд составляет доли микросекудны, поэтому стробируются два соседних участка поверхности моря. Выходные напряжения блоков 2 и 5 соответствуют огибающим амплитуд эхо-сигналов, отраженных от выбранных участков моря.

C помощью фильтров 3 и 6 низких частот выделяются лишь низкочастотные составляющие этих огибающих, которые связаны с модуляцией эхо-сигналов морскими волнами.

Последующие блоки осуществляют измерение задержки между "всплесками" выходных напряжений фильтров 6 и 3, по которой определяется скорость волны, а также время между "всплесками" напряжения на выходе фильтра 6, которое соответствует периоду морской волны.

Из выходных сигналов Ц . и Ц фильтров 3 и 6 с помощью триггеров Шмидта

9 и 10 формируются импульсы прямоугольной формы U и IJ< . Передним фронтом импульса Uqq перебрасывается трит гер 11 в состояние "1", а передний фронт импульса И, возвращает его в исходное состояние. Следовательно, на выходе триггера 11 сформируется импульс напряжения О„, длительность которого равна задержке между напряжениями Ц, и 0>с выходов фильтров 6 и

3. Этот импульс запускает генератор 12 подающего напряжения, на выходе которого поддерживается постоянным то напри;ениее, которое будет в момент окончания импульса с выхода триггера 11, Это напряжение, пропорциональное скорости морской волны, с помощью генератора. 13 пилообразного напряжения,. компаратора 14 и триггера 15 преобразуется в соответствующий ему временной интервал 0„, который через схему совпа; дения 16 заполняется счетными импулсами 046 генератора 17. Это количество счетных импульсов соответствует ве м-. чине скорости морской волны и оно с

734591 помощью счетчика 18 и б,пока 19 цифровой индикации иншщируется .

Сигнал с выхода триггера Шмидта 10 используется также для измерения периода морской волны. Йля этого передним S фронтом импульса U„с выхода трнт гера Шмидта 10 перебрасывается трит гер 20. из одного состояния в другое.

Поэтому длительность импульса Ц, на выходе триггера 20 равна периоду морс- 10 кой волны. Этот импульс открывает схем совпадения 21 и импульсы генератора

16счетных импульсов (Щ .проходят на счетчик 22. Блок 23 цифровой индикации индицирует значение периода морской вол ны.

Сопоставление результатов измерений, которые были проведены оптическим способом с использованием данного уст.рой-.. ства в прибрежной зоне моря при волнении 4 балла, дало следующие результаты. Скорость волны по оптическомуспо. собу находилась в пределах 7,5-7,0M/с, показания устройства - 7,5-7,1 м/с, 25 причем в каждом конкретном измерении результаты отличались не более, чем на

4,8%.

Формула изобретения

Устройство измерения параметров морского волнения, содержащее блок определения периода морских волн, а также генератор строб-импульсов, выход которого соединен с первым входом первого блока стробированпя по дальности с детектором огибающей амплитуд эхо- =ит налов, а выход — с входом первого фильтра низких частот, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью определения скорости морских волн, в него дополнительно введены линия задержки, второй блок стробирования по дальности с детек тором огибающей амплитуд эхо-сигналов, второй фильтр низких частот и блок опре деления скорости морской волны, приием выход генератора строб-импульсов через линию задержки соединен с первым входом второго блока стробирования по даль ности с детектором < огибающей амплитуд эх >-сигналов, второй вход которого соединен с вторым входом первого блока стробирования по дальности выход вт -! рого блока стробированич по дальности через второй фильтр низких частот соединен с первым входом блока определения скорости морской волны, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра низких частот, два выхода блока определения скорости морских волн соединены с соответствующими входами блока определения периода морских волн.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

M 294116, кл. 9 01 5 9/60, 1968.

2. Патент США % 3731306, кл. 343-5, опублик. 1973 (прототип).

734591

ЦНИИПИ Заказ 2084/80 Тираж 649 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектнаи, 4