Устройство для измерения ионосферногопоглощения радиоволн

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Совхоз т,оветсник

Социапистичесиик

Республик

<и>823992 (61 ) Дополнительное к авт. саид-ву (5l)M Кп. (22) Заявлено 31. 07. 79 (21) 2806907/18-09

G 0l М 22/00 с присоединением заявки М

9вудвретеевй квавтет

ceei

io двявм юебрвтша)) н впрмтв1 (23) Приоритет (53) УДК62).3)7 (088.8) Опубликовано 23.04.81. Бюллетень М 15

Дата опубликования описания 25. 04. 81 (72) Авторы изобретения

Э. Л. Афраймович, В. А. Панченко, В. П. и 3. Ц. Рапопорт

Институт земного магнетизма, ионосферы и

3 Рв рвциовоий АН СССР и Астрофививвсвий иистирут "-"в оСС g )й

АН Казахской CCP

" - с Я

-! (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИОНОСФЕРНОГО

ПОГЛОЩЕНИЯ РАДИОВОЛН

Изобретение относится к радиотех-: нике и,может использоваться для измерения поглощения радиоволн в ионосфере.

Известно устройство для измерения ,ионосферного поглощения радиоволн, содержащее излучатель, двухканальный приемник и решающий блок PJ ..

Однако точность измерений известным устройством недостаточна.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в. устройство для измеренця ионосферного поглощения радиоволн, содер-. жащее излучатель, двухканальнйй при-. емник и решающий блок, между выходом двухканального йриемника и входом решающего блока последовательно включены двухканальный фильтр, двухканальный спектроанализатор, блок выделения спектров, блок частотного стробирования и преобразователь спектра, при этом между выходом второго канала

2 блока выделения спектров и входом второго канала блока частотного строби рования включен селектор,к второму входу которого подключен введенный

5 блок формирования углового строба.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства для измерения.ионосферного пдглощения ра1 диоволн .

Устройство содержит. излучатель 1, . двухканальный приемник 2, решающий блок 3, двухканальный фильтр 4, двухканальный спектроанализатор 5, блок 6 выделения спектров, блок 7 частотного стробирования, преобразователь 8 слектра, селектор 9, блок 10 формирователя углового строба.

Устройство для измерения ионосферного поглощения радиоволн работает следующим образом.

Двухкайальный приемник 2 обеспечи" вает пространственно-разнесенный прием многомодового волнового поля, создаsaeMoro излучателем 1 в месте располо82399 жения приемной части устройства. Это многомодовое поле образовано разными

-модами распространения. Устройство обеспечивает выделение из многомодового поля той .части энергии, которая соответствует одному из модов. Выде. ление требуемой энергии обеспечивается всей совокупностью элементов устройства.

Напряжение с выхода двухканального 0 приемника 2 поступает на двухканальный фильтр 4, функцией которого является выделение из всего частотного интервала полосы частот 10-30 Гц.

Влияние ионосферных изменений обыч-. о приводит к доплеровским сдвигам частоты отраженного сигнала 1-2 Гц и только в особых случаях до 10-.15 Гц на наклонных радиотрассах. Выбранная полоса обеспечивает, таким образом, при настройке двухканального приемника 2 на несущую частоту пропускание требуемой энергии и подавление остальной части спектра сигнала. Это позволяет для диагностики ионосферы в ка.честве излучателя 1 выбрать, например вещательную радиостанцию. После узко-, полосной фильтрации в двухканальном спектроанализаторе 5. производят спектный aaanag H p e каждого из каналов. На выходе двухканального снектроанализатора 5 получают два комплексных спектра, которые соответствуют двум точкам в пространстве, вы" бранжпм для пространственно-разнесенного приема. Этн два.комплексжпх спект«35 ра поступают на входы блока 6, где происходит выделение спектра мощности и частотного спектра вертикального угла прихода.

Разделение модов достигается в из .меряемых спектрах в связи с тем, что различные моды распространения, отражаясь в своих областях ионосферы, имеют. свои доплеровские сдвиги частоты. Если два мода имеют сдвиги часто" ты Ь 4 и Ь,, то их разрешение в спектрах будет достигнуто, если выбранный временной интервал анадиза Т

50 удовлетворяет неравенству

aF = J(af„" at>)J i,1 ", Спектр мощности в блоке 6 образуется согласно выражению () - 1 ()/ =1 () е-1 а частотный спектр вертикального угла прихода — согласно выражению п (ы) = агссо51 (х(со) „ - х(сд)/„ Я 2М г 4 горизонтальный ннтерферометр, и(и)-о.сюп(—,„,(х(и) „„, -хЦ вертикальный интерферометр, где Я вЂ” длина радиоволны;

d " расстояние между антеннами;

h — высота подвеса первой антенны.

Выход блока 6, содержащий спектр мощности, соединен непосредственно с одним из входов блока 7, где происходит частотное стробирование спектра. Другой выход блока б, содержащий частотный спектр вертикального угла прихода, соединен с селектором 9.

Блок 10 образует угловой строб на основании априорно-вводимых данных об ожидаемом угле прихода требуемого мода. Этот строб поступает в селектор. 9, на другом входе которого действует частотный спектр вертикального угла прихода()) .(4)), Селектор 9 для каждой частоты спектра<а формирует функцию

h(Я) типа "да", "нет" (йри попадании нли ненападании а (41) . в .заданный

)блоком 10 строб). Блок 7 частотного стробнрования обеспечивает выделение. той части спектра g((d), которая соответствует участку "да" функции .h(%). Его действие можно представить формулой

g(w) = s (ca) t)(÷).

После блока 7, g() поступает в преобразователь 8 спектра, который производит свертку .спектра g(у) с образо)ванием напряжения, пропорционального энергии выбранного мода

E<=J (ы) )

Напряжение Я) поступает в решаю- щий блок 3, который на выходе дает. напряжение, пропорциональное измеря" емому ионосферному поглощению

А = 20 (1од 6 " )og f<), где -: - постоянная величина, которая является калибровочной контактной измерений.

Технико-экономический эффект при применении предлагаемого устройства для изменения ионосферного поглощения радиоволн заключается в повьппении точности измерения ионосферного поглощения путем устранения интерференционных ошибок. Устройство позволяет измерять ноносферное поглощение в любое время суток.

Формула изобретения

Устройство для измерения ионосфер ного поглощения радиоволн, содержа8239 щее излучатель, двухканальный приемник и решающий блок, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, между выходом двухканального приемника и входом решающего блока последовательно .включены двухканальный фильтр, двухканальный спектроанализатор, блок выделения спектров, блок частотного стробирования и преобразователь спектра,, при этом между выходом второго кана92 4 ла блока выделения спектров и входом второго канала блрка частотного стробирования включен селектор к второму входу которого подключен введенный блок формирования углового строба.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Rower-К. ed Manual of iono-.

spher i c absorp t i on mea suremen ts

Ч.S. Dept, of Com., Rep, VAG-57, 1976 (прототип).

Составитель И. Грачева

Редактор Г. Волкова Рехре Ж.Кастелевм» КоР2ектар;С. Жекмар

Заказ 2096/61 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета .СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35 Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент",, r. Ужгород, ул. Проектная, 4