RU2804516C1 - Method for transmitting control commands on board aerlogical radiosonde and radar system implementing it - Google Patents
Method for transmitting control commands on board aerlogical radiosonde and radar system implementing it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2804516C1 RU2804516C1 RU2023106551A RU2023106551A RU2804516C1 RU 2804516 C1 RU2804516 C1 RU 2804516C1 RU 2023106551 A RU2023106551 A RU 2023106551A RU 2023106551 A RU2023106551 A RU 2023106551A RU 2804516 C1 RU2804516 C1 RU 2804516C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- pulse
- autodyne
- radar
- generator
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к радиолокации с активным ответом и может быть использовано в системах радиозондирования атмосферы для измерения наклонной дальности от РЛС до аэрологического радиозонда (АРЗ) импульсным методом и пеленгации его по угловым координатам, а также передачи телеметрической информации о состоянии атмосферы на РЛС и команд управления на АРЗ. The invention relates to active response radar and can be used in atmospheric radio sounding systems to measure the slant range from a radar to an aerological radiosonde (ARS) using the pulse method and its direction finding along angular coordinates, as well as transmitting telemetric information about the state of the atmosphere to the radar and control commands to the radar ARZ.
Известны РЛС с активным ответом, которые кроме определения координат АРЗ, используются также для приема и обработки метеоданных с борта АРЗ. Примером такой РЛС служит система слежения за АРЗ, разработанная английской фирмой Кроули (см. стр. 78–82, [1]; стр. 38–41, [2]). Измерение дальности до АРЗ в этой системе производится по времени задержки приема ответного радиосигнала относительно запросного, угловых координат – по данным привода антенны. По этим данным вычисляются скорость и направление ветра. Блок телеметрии РЛС декодирует принятые сигналы и регистрирует метеорологические данные о состоянии атмосферы (давлении, влажности и температуры).Radars with an active response are known, which, in addition to determining the coordinates of the ARZ, are also used to receive and process weather data from on board the ARZ. An example of such a radar is the ARZ tracking system developed by the English company Crowley (see pp. 78–82, [1]; pp. 38–41, [2]). The range to the ARZ in this system is measured by the delay time of receiving the response radio signal relative to the request signal, angular coordinates - according to the antenna drive data. From these data, wind speed and direction are calculated. The radar telemetry unit decodes received signals and records meteorological data on the state of the atmosphere (pressure, humidity and temperature).
Сложность, громоздкость и большое потребление энергии известной системы радиозондирования являются ее недостатками. Наличие отдельных антенн, передатчика и приемника на разные диапазоны частот (см. рис. 26, стр. 79, [1]; стр. 40, рис. 20, [2]) значительно усложняет и удорожает приемо-передающее устройство бортовой аппаратуры АРЗ, которая является по существу расходным материалом при зондировании, поскольку используется разово. Кроме того, большие габариты и вес этой аппаратуры создают угрозу безопасности для самолетов. The complexity, bulkiness and high energy consumption of the known radiosonde system are its disadvantages. The presence of separate antennas, transmitters and receivers for different frequency ranges (see Fig. 26, p. 79, [1]; p. 40, Fig. 20, [2]) significantly complicates and increases the cost of the transmitting and receiving device of the on-board ARZ equipment, which is essentially a consumable material for probing, since it is used once. In addition, the large dimensions and weight of this equipment pose a safety risk for aircraft.
Предложенные в 50-е годы прошлого столетия сверхрегенеративные приемопередатчики (СПП) сначала использовались в авиационных системах опознавания «свой – чужой» (см. стр. 21, рис. 6, [1]). СПП отличаются предельной простотой конструкции, малыми весом и габаритами благодаря совмещению функций передатчика и приемника в одном каскаде – автогенераторе, работающем в сверхрегенеративном режиме. Позже СПП стали применять на борту АРЗ в качестве ответчиков в отечественных системах радиозондирования атмосферы (см. стр. 41–45, [2], авт. свид. SU115078, опубл. 01.01.1958, [3]). Super-regenerative transceivers (SRT), proposed in the 50s of the last century, were first used in aviation “friend or foe” identification systems (see page 21, Fig. 6, [1]). SPPs are distinguished by their extreme simplicity of design, low weight and dimensions due to the combination of the functions of a transmitter and receiver in one stage - a self-oscillator operating in a super-regenerative mode. Later, SPP began to be used on board the ARZ as transponders in domestic atmospheric radiosensing systems (see pp. 41–45, [2], author's certificate SU115078, publ. 01/01/1958, [3]).
Высокая чувствительность СПП к радиоимпульсному запросному сигналу позволяет сформировать ответный сигнал по дальности в виде короткой паузы в излучении приёмопередатчика при пониженной мощности запросного радиоимпульса радиопередающего устройства РЛС. Достаточно мощное излучение СПП обеспечивает надежное сопровождение АРЗ по дальности и угловым координатам, а также одновременную передачу телеметрической информации о состоянии атмосферы до расстояний 100…150 км (см. авт. свид. SU115078, опубл. 01.01.1958, [3]; стр. 61–67 [4]). Дальнейшее развитие теории и техники СПП позволило снизить мощность передатчика запросного сигнала, повысить помехоустойчивость комплекса и скрытность работы наземной РЛС при увеличении дальности сопровождения АРЗ до 250…300 км [5, 6]. The high sensitivity of the SPP to the radio pulse interrogation signal makes it possible to generate a range response signal in the form of a short pause in the radiation of the transceiver with a reduced power of the interrogation radio pulse of the radar transmitting device. Sufficiently powerful SPP radiation ensures reliable tracking of ARZ in range and angular coordinates, as well as simultaneous transmission of telemetric information about the state of the atmosphere up to distances of 100...150 km (see certificate SU115078, published 01/01/1958, [3]; p. 61–67 [4]). Further development of the theory and technology of SPP made it possible to reduce the power of the interrogation signal transmitter, increase the noise immunity of the complex and the secrecy of the ground radar while increasing the ARZ tracking range to 250...300 km [5, 6].
Известен способ определения дальности до АРЗ, включающий подачу запросного сигала наземной РЛС на аэрологический радиозонд, его усиление и переизлучение с помощью СПП в направлении РЛС, отличающийся тем, что в качестве запросного сигнала используют когерентные радиоимпульсы РЛС, которые синхронизируют фазу радиоимпульсов СПП радиозонда, переизлучают их в направлении РЛС, выделяют из принятого излучения СПП когерентные ответные радиоимпульсы, определяют время задержки между запросными и ответными когерентными радиоимпульсами и определяют по времени задержки дальность до радиозонда (см. патент RU2304290С2 от 10.08.2007, бюл. № 22, [7]).There is a known method for determining the range to the ARZ, which includes supplying a request signal from a ground-based radar to an aerological radiosonde, its amplification and re-emission using the SPP in the direction of the radar, characterized in that coherent radio pulses of the radar are used as a request signal, which synchronize the phase of the radio pulses of the SPP radiosonde and re-emit them in the direction of the radar, coherent response radio pulses are extracted from the received SPP radiation, the delay time between the request and response coherent radio pulses is determined, and the range to the radiosonde is determined from the delay time (see patent RU2304290C2 dated 08/10/2007, Bulletin No. 22, [7]).
Однако у систем радиозондирования, использующих в качестве радиолокационного ответчика СПП, имеются их общие существенные недостатки. However, radio sounding systems that use SPP as a radar transponder have common significant disadvantages.
1. Недостаточная чувствительность устройства в режиме приёма, которая ограничивается ударными колебаниями, присущими сверхрегенеративному режиму работы СВЧ-генератора при формировании переднего фронта радиоимпульса (см. стр. 140–146, книги [8]; фиг. 4, патента RU2345379С1, опубл. 27.01.2009, бюл. № 3, [9]; фиг. 4, патента RU2470323C1, опубл. 20.12.2012, бюл. № 35, [10]; статью [11]).1. Insufficient sensitivity of the device in the receiving mode, which is limited by shock oscillations inherent in the super-regenerative operating mode of the microwave generator during the formation of the leading edge of the radio pulse (see pp. 140–146, books [8]; Fig. 4, patent RU2345379С1, published 27.01 .2009, Bulletin No. 3, [9]; Fig. 4, patent RU2470323C1, published 12/20/2012, Bulletin No. 35, [10]; article [11]).
2. Асинхронность процессов формирования приёмного окна СПП и посылок запросных радиоимпульсов РЛС вызывает дополнительные флуктуации временного положения, глубины и продолжительности ответной паузы (см. фиг. 5 патента RU2368916С2, опубл. 27.09.2009, бюл. № 27, [12]; стр. 566, рис. 4.4.18, книги [6]). Этот фактор является причиной принципиально неустранимой составляющей дополнительной ошибки измерения наклонной дальности. 2. The asynchrony of the processes of forming the receiving window of the SPP and sending request radio pulses from the radar causes additional fluctuations in the temporary position, depth and duration of the response pause (see Fig. 5 of patent RU2368916С2, published 09/27/2009, bulletin No. 27, [12]; p. 566, Fig. 4.4.18, books [6]). This factor is the cause of the fundamentally irremovable component of the additional error in slant range measurement.
3. Реальное расхождение частот приема и передачи СПП из-за нестабильности параметров элементов, снижающее его чувствительность как приемника (см. фиг. 3 и 4 патента RU2172965C1, 27.08.2001, [13]; см. фиг. 5, патента RU2470323C1, 20.12.2012, бюл. № 35, [10]; статья [14])3. The actual discrepancy between the reception and transmission frequencies of the NGN due to the instability of the parameters of the elements, reducing its sensitivity as a receiver (see Fig. 3 and 4 of patent RU2172965C1, 08.27.2001, [13]; see Fig. 5, patent RU2470323C1, 20.12 .2012, bulletin No. 35, [10]; article [14])
4. Сложность настройки СПП, связанная с тем, что изменения одного из параметров влечёт изменение другого, например, регулировка условий возбуждения колебаний вызывает изменение несущей частоты, что отмечено в патенте RU2470323C1, опубл. 20.12.2012, бюл. № 35, [10].4. The complexity of setting up the SPP due to the fact that changes in one of the parameters entails a change in the other, for example, adjusting the conditions for excitation of oscillations causes a change in the carrier frequency, which is noted in patent RU2470323C1, publ. 12/20/2012, bulletin. No. 35, [10].
5. Широкий спектр излучения СПП и его шумовой характер создаёт проблемы электромагнитной совместимости, например, работе систем ГЛОНАСС/GPS (см. стр. 532–537, рис. 4.3.34, [6]). Ширина спектра по уровню половинной мощности обычно составляет 6...8 МГц в зависимости от длительности формируемых радиоимпульсов (см. рис. 36, стр. 103, [15]; см. фиг. 2 патента RU2368916C2, опубл. 27.09.2009, бюл. 27, [12]).5. The wide spectrum of SPP radiation and its noise nature creates problems of electromagnetic compatibility, for example, the operation of GLONASS/GPS systems (see pp. 532–537, Fig. 4.3.34, [6]). The spectrum width at half power level is usually 6...8 MHz depending on the duration of the generated radio pulses (see Fig. 36, p. 103, [15]; see Fig. 2 of patent RU2368916C2, published 09.27.2009, Bulletin 27, [12]).
Свободным от указанных недостатков является способ и устройство приема и обработки запросного сигнала, использующий в качестве приёмопередатчика автодинный генератор, согласно патенту RU2624993C1, опубл. 11.07.2017, бюл. № 20, [16], который принят в качестве прототипа.Free from these disadvantages is a method and device for receiving and processing a request signal, using an autodyne generator as a transceiver, according to patent RU2624993C1, publ. 07/11/2017, bulletin. No. 20, [16], which was adopted as a prototype.
Способ приема и обработки запросного сигнала устройства-прототипа в соответствие с описанием принципа его действия состоит в следующей последовательности действий. Радиоимпульс сигнала запроса передающего устройства РЛС формируют по длительности и периоду повторения, передают по радиоканалу на борт АРЗ, направляют его в резонатор автодинного генератора, смешивая с собственными колебаниями автодинного генератора, полученную смесь на нелинейности автодинного генератора преобразуют в автодинный отклик в виде изменений с частотой биений амплитуды и частоты колебаний, а также среднего значения тока и напряжения в цепи смещения активного элемента, посредством блока регистрации выделяют автодинный отклик генератора в виде радиоимпульса сигнала запроса с частотой биений, после этого радиоимпульс последовательно усиливают по амплитуде, фильтруют полосовым фильтром, далее путем амплитудного детектирования преобразуют радиоимпульс в видеоимпульс сигнала запроса, сравнивают его амплитуду с пороговым уровнем, выполняют селекцию запросного сигнала по длительности и периоду повторения и формируют импульс ответной паузы, которым прерывают колебания автодинного генератора и, соответственно, излучение антенны на борту АРЗ, приемным устройством РЛС принимают сигнал АРЗ и фиксируют в нем момент прерывания излучения, сравнивают момент посылки сигнала запроса и момент приема прерывания излучения, после этого определяют время задержки между ними и по времени задержки определяют дальность до АРЗ, при этом частоту автодинного генератора модулируют сигналом радиотелеметрии для передачи метеоданных с борта АРЗ на РЛС системы радиозондирования атмосферы, причем предварительно частоту запросного сигнала РЛС отстраивают от частоты автодинного генератора на величину более полуширины полосы синхронизации автодинного генератора.The method of receiving and processing the request signal of the prototype device in accordance with the description of the principle of its operation consists of the following sequence of actions. The radio pulse of the request signal from the radar transmitting device is formed according to the duration and repetition period, transmitted via a radio channel to the ARZ board, sent to the resonator of the autodyne generator, mixing with the natural oscillations of the autodyne generator, the resulting mixture is converted to an autodyne response in the form of changes with the beat frequency on the nonlinearity of the autodyne generator amplitude and frequency of oscillations, as well as the average value of current and voltage in the bias circuit of the active element, by means of a registration unit, the autodyne response of the generator is isolated in the form of a radio pulse of the request signal with a beat frequency, after which the radio pulse is successively amplified in amplitude, filtered with a band-pass filter, then by amplitude detection convert the radio pulse into a video pulse of the request signal, compare its amplitude with the threshold level, perform selection of the request signal by duration and repetition period and generate a response pause pulse, which interrupts the oscillations of the autodyne generator and, accordingly, the radiation of the antenna on board the ARZ; the radar receiving device receives the ARZ signal and record in it the moment of interruption of the radiation, compare the moment of sending the request signal and the moment of receiving the interruption of the radiation, after that the delay time between them is determined and the distance to the ARZ is determined from the delay time, while the frequency of the autodyne generator is modulated with a radio telemetry signal to transmit meteorological data from on board the ARZ A radar system for radio sounding of the atmosphere, wherein the frequency of the radar request signal is preliminarily detuned from the frequency of the autodyne generator by an amount greater than half the synchronization bandwidth of the autodyne generator.
Устройство-прототип, содержит наземную базовую станцию – РЛС и АРЗ, причем РЛС состоит из импульсного передатчика и приемного устройства, связанные с антенной РЛС через антенный переключатель, а АРЗ – из последовательно подключенных антенны, автодинного генератора, выполненного с возможностью электрического управления частотой, блока регистрации автодинного сигнала на частоте биений, усилителя, полосового фильтра, амплитудного детектора, компаратора, временного селектора запросных импульсов и формирователя импульсов ответной паузы, который своим выходом подключен к входу отключения автодинного генератора, при этом автодинный генератор работает в режиме биений, когда частота передатчика РЛС смещена относительно частоты автодинного генератора, по крайней мере, на порядок больше, чем полуширина полосы синхронизации автодинного генератора. The prototype device contains a ground base station - a radar and an ARZ, wherein the radar consists of a pulse transmitter and a receiver connected to the radar antenna through an antenna switch, and the ARZ consists of a series-connected antenna, an autodyne generator configured with the ability to electrically control the frequency, a block registration of an autodyne signal at the beat frequency, an amplifier, a bandpass filter, an amplitude detector, a comparator, a time selector of request pulses and a response pause pulse shaper, which with its output is connected to the autodyne generator shutdown input, while the autodyne generator operates in beat mode when the frequency of the radar transmitter shifted relative to the frequency of the autodyne generator, at least an order of magnitude greater than the half-width of the synchronization bandwidth of the autodyne generator.
Однако у прототипа и всех известных аналогов имеется существенный недостаток, который состоит в отсутствии канала передачи команд управления от РЛС на борт АРЗ, необходимого для дистанционного управления режимами работы аппаратуры и выполнения различных команд. Например, команд на изменение частоты несущего колебания, подключение или отключение какого-либо датчика метеоданных, выполнение калибровки, изменение режима кодирования телеметрической информации, а также выполнение разовой команды «Пуск» для сбрасываемого радиозонда, предназначенного для оперативного определения состояния приземных слоев локальной области атмосферы на заданном расстоянии АРЗ, что востребовано для многих служб прогноза погоды, и пр. However, the prototype and all known analogues have a significant drawback, which is the absence of a channel for transmitting control commands from the radar to the ARZ board, which is necessary for remote control of the operating modes of the equipment and the execution of various commands. For example, commands to change the frequency of the carrier oscillation, connect or disconnect any weather data sensor, perform calibration, change the encoding mode of telemetric information, as well as execute a one-time “Start” command for a dropped radiosonde, designed to quickly determine the state of the ground layers of a local area of the atmosphere on at a given distance of the ARZ, which is in demand for many weather forecast services, etc.
Таким образом, техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в расширении функциональных возможностей прототипа путем создания канала передачи команд управления от РЛС на борт АРЗ. Thus, the technical problem to be solved by the claimed invention is to expand the functionality of the prototype by creating a channel for transmitting control commands from the radar to the ARZ board.
Решение указанной проблемы основано на формировании командного радиоимпульса, в качестве несущей которого используются колебания с дополнительной внутриимпульсной частотной модуляцией, применяемой в качестве поднесущей для передачи кодированных данных команд управления, а также на использовании в качестве преобразователя частоты автодинного генератора. The solution to this problem is based on the formation of a command radio pulse, the carrier of which is oscillations with additional intra-pulse frequency modulation, used as a subcarrier for transmitting encoded data of control commands, as well as on the use of an autodyne generator as a frequency converter.
Для решения указанной проблемы предложен способ передачи команд управления на борт аэрологического радиозонда (АРЗ), включающий формирование в передающем устройстве РЛС командного радиоимпульса, длительность которого выбирают, по крайней мере, на порядок больше длительности запросного радиоимпульса, при этом несущую частоту командного радиоимпульса модулируют квазигармонической поднесущей, которая, в свою очередь, подвергнута дополнительной частотной или фазовой модуляции двоичным кодом команд управления, передают командный радиоимпульс по радиоканалу на борт АРЗ, направляют его в резонатор автодинного генератора, смешивая его с собственными колебаниями автодинного генератора, полученную смесь на нелинейности автодинного генератора преобразуют в автодинный отклик в виде изменений с частотой биений амплитуды и частоты колебаний, а также среднего значения тока и напряжения в цепи смещения активного элемента, посредством блока регистрации выделяют автодинный сигнал в виде командного радиоимпульса на частоте биений с внутриимпульсной частотной или фазовой модуляцией двоичным кодом на квазигармонической поднесущей, после этого радиоимпульс последовательно усиливают по амплитуде, фильтруют полосовым фильтром, детектируют посредством амплитудного детектора и сравнивают амплитуду полученного видеоимпульса с пороговым уровнем, при этом квазигармоническую поднесущую командного радиоимпульса с частотой биений после фильтрации в полосовом фильтре демодулируют по частоте или фазе, получая при этом двоичную последовательность передаваемых команд управления, которую при условии превышения амплитудой видеоимпульса порогового уровня преобразуют в двоичный параллельный код, который дешифруют, разделяют на каналы и передают к исполнительным устройствам, при этом несущую частоту командного радиоимпульса предварительно отстраивают от частоты автодинного генератора АРЗ на величину, по крайней мере, на порядок больше полуширины полосы синхронизации автодинного генератора, девиацию несущей частоты командного радиоимпульса ограничивают условием ее нахождения внутри полосы пропускания фильтра, а частоту автодинного генератора модулируют сигналом радиотелеметрии.To solve this problem, a method is proposed for transmitting control commands on board an upper-air radiosonde (ARZ), which includes the formation in the radar transmitting device of a command radio pulse, the duration of which is chosen to be at least an order of magnitude greater than the duration of the request radio pulse, while the carrier frequency of the command radio pulse is modulated by a quasi-harmonic subcarrier , which, in turn, is subjected to additional frequency or phase modulation by a binary code of control commands, a command radio pulse is transmitted via a radio channel to the ARZ board, sent to the resonator of the autodyne generator, mixing it with the natural oscillations of the autodyne generator, the resulting mixture is converted to autodyne response in the form of changes with the beat frequency of the amplitude and frequency of oscillations, as well as the average value of current and voltage in the bias circuit of the active element; by means of a registration unit, an autodyne signal is isolated in the form of a command radio pulse at the beat frequency with intrapulse frequency or phase modulation by a binary code on a quasi-harmonic subcarrier , after which the radio pulse is sequentially amplified in amplitude, filtered with a bandpass filter, detected using an amplitude detector and the amplitude of the resulting video pulse is compared with the threshold level, while the quasi-harmonic subcarrier of the command radio pulse with the beat frequency after filtering in the bandpass filter is demodulated in frequency or phase, thereby obtaining a binary a sequence of transmitted control commands, which, provided that the amplitude of the video pulse exceeds a threshold level, is converted into a binary parallel code, which is deciphered, divided into channels and transmitted to the actuators, while the carrier frequency of the command radio pulse is preliminarily detuned from the frequency of the autodyne generator ARZ by an amount of at least , an order of magnitude greater than the half-width of the synchronization band of the autodyne generator, the deviation of the carrier frequency of the command radio pulse is limited by the condition that it is within the filter passband, and the frequency of the autodyne generator is modulated by a radio telemetry signal.
Предложена радиолокационная система радиозондирования атмосферы для передачи команд управления на борт АРЗ реализующая способ по п.1, содержащая наземную базовую станцию – РЛС и аэрологический радиозонд – АРЗ, причем РЛС состоит из импульсного передатчика и приемного устройства, связанных с антенной РЛС через антенный переключатель, а АРЗ состоит из последовательно подключенных антенны, автодинного генератора, выполненного с возможностью электрического управления частотой, блока регистрации автодинного сигнала, усилителя, полосового фильтра, амплитудного детектора, компаратора, временного селектора запросных импульсов и формирователя импульсов ответной паузы, который своим выходом подключен к входу отключения автодинного генератора, при этом автодинного генератора работает в режиме биений, когда частота передатчика РЛС смещена относительно частоты автодинного генератора, по крайней мере, на порядок больше, чем полуширина полосы синхронизации автодинного генератора, отличающаяся тем, что в состав РЛС дополнительно введены последовательно соединенные кодер и модулятор поднесущей, который своим выходом подключен к входу управления частотой импульсного передатчика, а в состав АРЗ – демодулятор поднесущей и декодер, причем демодулятор поднесущей включен между выходом полосового фильтра и сигнальным входом декодера, а выход компаратора подключен к входу разрешения декодера.A radar system for radio sounding of the atmosphere is proposed for transmitting control commands on board the ARZ, implementing the method according to claim 1, containing a ground base station - radar and an aerological radiosonde - ARZ, and the radar consists of a pulse transmitter and a receiver connected to the radar antenna through an antenna switch, and The ARZ consists of a series-connected antenna, an autodyne generator configured to electrically control the frequency, an autodyne signal recording unit, an amplifier, a bandpass filter, an amplitude detector, a comparator, a time selector for request pulses and a response pause pulse shaper, which with its output is connected to the autodyne shutdown input generator, while the autodyne generator operates in the beat mode, when the frequency of the radar transmitter is shifted relative to the frequency of the autodyne generator, at least an order of magnitude greater than the half-width of the synchronization bandwidth of the autodyne generator, characterized in that the radar additionally includes a series-connected encoder and modulator subcarrier, which with its output is connected to the frequency control input of the pulse transmitter, and the ARZ includes a subcarrier demodulator and a decoder, with the subcarrier demodulator connected between the output of the bandpass filter and the signal input of the decoder, and the output of the comparator is connected to the resolution input of the decoder.
Сущность изобретения поясняется представленной на фиг. 1 структурной схемой части системы радиозондирования, которая задействована в реализации предлагаемого способа. The essence of the invention is illustrated in Fig. 1 is a block diagram of a part of the radio sounding system, which is involved in the implementation of the proposed method.
В состав бортовой аппаратуры АРЗ системы радиозондирования атмосферы входят (см. фиг. 1): 1 – антенна АРЗ; 2 – автодинный генератор, выполненный с возможностью электрического управления частотой генерации; 3 – блок регистрации автодинного сигнала; 4 – усилитель; 5 – фильтр; 6 – амплитудный детектор; 7 – компаратор; 8 – временной селектор; 9 – формирователь импульса ответной паузы; 10 – демодулятор поднесущей; 11 – декодер; шлейф выходных данных «Команды управления». При этом в состав РЛС системы радиозондирования атмосферы для формирования и передачи команд управления входят: 12 – антенна РЛС; 13 – антенный переключатель; 14 – импульсный передатчик; 15 – модулятор поднесущей; 16 – кодер; 17 – приемное устройство; 18 – канал «Дальности»; 19 – канал «Телеметрии»; 20 – блок обработки данных; 21 – шлейф выходных данных; шлейф входных данных «Команды управления»; 22 – блок управления и синхронизации. The on-board equipment of the ARZ atmospheric radio sounding system includes (see Fig. 1): 1 – ARZ antenna; 2 – autodyne generator, designed with the ability to electrically control the generation frequency; 3 – autodyne signal recording unit; 4 – amplifier; 5 – filter; 6 – amplitude detector; 7 – comparator; 8 – time selector; 9 – response pause pulse shaper; 10 – subcarrier demodulator; 11 – decoder; “Control command” output data loop. At the same time, the radar of the atmospheric radio sounding system for generating and transmitting control commands includes: 12 – radar antenna; 13 – antenna switch; 14 – pulse transmitter; 15 – subcarrier modulator; 16 – encoder; 17 – receiving device; 18 – “Range” channel; 19 – “Telemetry” channel; 20 – data processing unit; 21 – output data loop; input data loop “Control commands”; 22 – control and synchronization unit.
Устройство передачи команд управления от РЛС на борт АРЗ с автодинным асинхронным приемопередатчиком содержит (см. фиг. 1) импульсный передатчик 14, подключенный к передающему порту антенного переключателя 13, приемный порт которого соединен с приемным устройством 17, а антенный – с антенной 12 РЛС, при этом первый и второй выходы приемного устройства 17 соответственно через канал 18 дальности и канал 19 телеметрии связаны с входами блока 20 обработки данных, а выход кодера 16 через модулятор 15 поднесущей связан с модулирующим входом импульсного передатчика 14. The device for transmitting control commands from the radar to the ARZ board with an autodyne asynchronous transceiver contains (see Fig. 1) a pulse transmitter 14 connected to the transmitting port of the antenna switch 13, the receiving port of which is connected to the receiving device 17, and the antenna port to the radar antenna 12, in this case, the first and second outputs of the receiving device 17, respectively, through the range channel 18 and the telemetry channel 19 are connected to the inputs of the data processing unit 20, and the output of the encoder 16 is connected through the subcarrier modulator 15 to the modulating input of the pulse transmitter 14.
Устройство приема команд управления от РЛС на борту АРЗ с автодинным асинхронным приемопередатчиком содержит (см. фиг. 1) связанный с антенной 1 АРЗ автодинный генератор 2, выполненный с возможностью электрического управления частотой, к которому подключены последовательно соединённые блок 3 регистрации автодинного сигнала, усилитель 4, фильтр 5 сигнала биений, амплитудный детектор 6, компаратор 7, временной селектор 8 и формирователь 9 импульсов ответной паузы, выход которого подключен к входу прерывания работы автодинного генератора 2, при этом второй выход компаратора 7 подключен к входу «Разрешения» декодера 11, а второй выход фильтра 5 – через демодулятор 10 поднесущей связан с сигнальным входом декодера 11. The device for receiving control commands from the radar on board the ARZ with an autodyne asynchronous transceiver contains (see Fig. 1) an autodyne generator 2 connected to the antenna 1 of the ARZ, configured with the ability to electrically control the frequency, to which a series-connected autodyne signal recording unit 3 and an amplifier 4 are connected , beat signal filter 5, amplitude detector 6, comparator 7, time selector 8 and response pause pulse shaper 9, the output of which is connected to the interruption input of the autodyne generator 2, while the second output of the comparator 7 is connected to the “Resolution” input of the decoder 11, and the second output of filter 5 is connected through the subcarrier demodulator 10 to the signal input of decoder 11.
Указанные узлы и блоки могут быть выполнены на следующих элементах и интегральных микросхемах общего применения. The specified units and blocks can be made on the following elements and integrated circuits for general use.
Антенна 1 АРЗ может быть выполнена в виде четвертьволнового вибратора (см. фиг. 4 патента RU2214614С2, опубл. 20.10.2003, [17]). Автодинный генератор 2, выполненный с возможностью электрической перестройки частоты, может быть собран на полевом транзисторе по схеме, представленной на стр. 88, рис. 3.7 книги [18]. Antenna 1 ARZ can be made in the form of a quarter-wave vibrator (see Fig. 4 of patent RU2214614С2, published 10.20.2003, [17]). Autodyne generator 2, made with the possibility of electrical frequency tuning, can be assembled on a field-effect transistor according to the circuit presented on page 88, Fig. 3.7 of the book [18].
Блок 3 регистрации автодинного сигнала также имеет альтернативные технические решения. Например, при регистрации сигнала в цепи питания генератора 2 устройство 3 может быть выполнено в соответствие с одной из схем, представленных на рис. 14 статьи [19], или по схеме с трансформаторно-емкостной связью контуров (см. рис. 74, монографии [20]). В случае регистрации сигнала по изменению амплитуды колебаний блок 3 регистрации автодинного сигнала обычно выполняется на основе детекторного диода. Этот диод помещается непосредственно в резонатор автодинного генератора 2 или в связанную с резонатором передающую линию, как показано на фиг. 2 патента RU2295911С1, опубл. 27.03.2007, бюл. № 9, [21] и на рис. 6а и 9а статьи [19]. Unit 3 for recording the autodyne signal also has alternative technical solutions. For example, when recording a signal in the power circuit of generator 2, device 3 can be made in accordance with one of the circuits presented in Fig. 14 of article [19], or according to a scheme with transformer-capacitive coupling of circuits (see Fig. 74, monographs [20]). In the case of recording a signal based on a change in the amplitude of oscillations, unit 3 for recording the autodyne signal is usually based on a detector diode. This diode is placed directly into the resonator of the autodyne oscillator 2 or into a transmission line connected to the resonator, as shown in FIG. 2 patents RU2295911С1, publ. 03/27/2007, bulletin. No. 9, [21] and in Fig. 6 a and 9 a of article [19].
Усилитель 4 автодинного сигнала может быть выполнен в виде обычного полосового усилителя с линейной или логарифмической амплитудной характеристикой в рабочем диапазоне уровней сигнала (см., например, стр. 60, рис. 4.3, [22]). The autodyne signal amplifier 4 can be made in the form of a conventional bandpass amplifier with a linear or logarithmic amplitude characteristic in the operating range of signal levels (see, for example, page 60, Fig. 4.3, [22]).
В качестве полосового фильтра 5 может использоваться фильтр на поверхностных акустических волнах (ПАВ), с центральной частотой, равной частоте биений. Полоса пропускания его, с одной стороны, определяется условиями неискаженного прохождения радиоимпульса запроса на частоте биений: , где – длительность импульса (см. рис. 4.21, стр. 72, стр.241–243, [22]) и, с другой стороны, прохождением модулированных по частоте командных радиоимпульсов: , где – девиация частоты.As a bandpass filter 5, a surface acoustic wave (SAW) filter with a central frequency equal to the beat frequency can be used. Band its transmission, on the one hand, is determined by the conditions of undistorted transmission of the request radio pulse at the beat frequency: , Where – pulse duration (see Fig. 4.21, p. 72, pp. 241–243, [22]) and, on the other hand, the passage of frequency-modulated command radio pulses: , Where – frequency deviation.
В качестве амплитудного детектора 6 может использоваться диодный амплитудный детектор, выполненный по последовательной или параллельной схеме (см. рис. 7.1, стр. 123, рис. 7.8, стр. 131, [22]). Компаратор 7 с гистерезисом может быть выполнен на микросхеме К521СА3 согласно электрической схеме, приведенной на рис. 6.7,б стр. 170, [23]. As amplitude detector 6, a diode amplitude detector can be used, made in a series or parallel circuit (see Fig. 7.1, p. 123, Fig. 7.8, p. 131, [22]). Comparator 7 with hysteresis can be made on the K521CA3 microcircuit according to the electrical diagram shown in Fig. 6.7, b p. 170, [23].
Временной селектор 8 импульсов может быть выполнен по одной из электрических схем селекторов импульсов по длительности, представленных на рис. 6.8 и описанных на стр. 117–119 книги [24], а также на стр. 509–511, 516–517, [25]. Формирователь 9 импульса ответной паузы может быть выполнен на микросхеме К564АГ1 (см. на схеме рис. 2.83а генератор G1, стр. 287–290 справочника [26]).The time selector of 8 pulses can be made according to one of the electrical circuits of pulse selectors by duration, presented in Fig. 6.8 and described on pages 117–119 of the book [24], as well as on pages 509–511, 516–517, [25]. The response pause pulse generator 9 can be made on the K564AG1 microcircuit (see the diagram in Fig. 2.83 a for generator G1, pp. 287–290 of the reference book [26]).
Демодулятор 10 поднесущей предназначен для преобразования модулированных колебаний поднесущей в сигналы логических уровней последовательного двоичного кода. Реализация демодулятора 10 поднесущей зависят от типа используемой модуляции сигнала поднесущей и выбора элементной базы. Для демодуляции сигнала поднесущей с фазовой модуляцией (ФМ) может использоваться известная аналоговая или цифровая схемы Костаса (см. рис. 8.11 на стр. 292 и рис. 8.12 на стр. 296 книги [27]), а для сигнала поднесущей с частотной модуляцией (ЧМ) – устройство для приема частотно-манипулированных сигналов согласно авт. свидетельству SU1518910A2 (опубл. 30.10.1989, бюл. № 40, [28]), квадратурный частотный детектор (см. рис. 8.20 на стр. 312 книги [27]). Subcarrier demodulator 10 is designed to convert modulated subcarrier oscillations into serial binary code logic level signals. The implementation of the subcarrier demodulator 10 depends on the type of subcarrier signal modulation used and the choice of element base. For demodulation of a phase-modulated (PM) subcarrier signal, the well-known analog or digital Costas circuit can be used (see Fig. 8.11 on page 292 and Fig. 8.12 on page 296 of the book [27]), and for a frequency-modulated subcarrier signal ( FM) – a device for receiving frequency-shift keyed signals according to ed. certificate SU1518910A2 (published 10.30.1989, bulletin No. 40, [28]), quadrature frequency detector (see Fig. 8.20 on page 312 of the book [27]).
Декодер 11 запросного сигнала может иметь различные технические решения, направленные на преобразование сигналов логических уровней последовательного двоичного кода в цифровой параллельный код с помощью дешифратора и его передача на выходы в виде команд управления. Кодер 16 предназначен для обратного преобразования команд управления в цифровой код. Обычно микросхемы кодеров-декодеров (кодеков) обратимые. Вопросы реализации вариантов их исполнения широко рассмотрены в патентной и технической литературе (см., например, RU2550083C1 (опубл. 10.05.2015, бюл. № 13, [29]); US20120001788A1 (опубл. 05.01.2012, [30]). Кодеки с различными параметрами и возможностями выпускаются многими фирмами в виде микросхем (см. стр. 123–130, 135–144, 249–253 справочника [31]). The request signal decoder 11 may have various technical solutions aimed at converting logical level signals of a serial binary code into a digital parallel code using a decoder and transmitting it to the outputs in the form of control commands. Encoder 16 is designed to reverse convert control commands into digital code. Typically, encoder-decoder (codec) chips are reversible. Issues of implementing variants of their execution are widely discussed in the patent and technical literature (see, for example, RU2550083C1 (published 05/10/2015, Bulletin No. 13, [29]); US20120001788A1 (published 01/05/2012, [30]). Codecs with various parameters and capabilities are produced by many companies in the form of microcircuits (see pp. 123–130, 135–144, 249–253 of the reference book [31]).
Антенна 12 РЛС может быть выполнена в виде фазированной антенной решетки (см. патент RU2161847С1, опубл. 10.01.2001, [32]). Антенный переключатель 13 может быть выполнен на основе двух трехдецибельных направленных ответвителей на связанных линиях (см. стр. 193, рис. 2.54, [33]). Импульсный передатчик 14 может быть выполнен на основе автогенератора с диэлектрическим резонатором в цепи обратной связи и двухкаскадного усилителя мощности на мощных полевых или биполярных транзисторах (см. рис. 12, [5]). При этом он должен иметь частоту, отстоящую от частоты приемоответчика АРЗ на величину не менее, чем на порядок больше полуширины полосы синхронизации автодинного генератора 2. Модулятор 15 поднесущей предназначен для преобразования сигналов логических уровней последовательного двоичного кода в модулированные колебания поднесущей. Реализация модулятора 15 поднесущей зависят от типа используемой модуляции сигнала поднесущей и выбора элементной базы. Для модуляции сигнала поднесущей с бинарной фазовой модуляцией (БФМ) сигнала поднесущей и с частотной модуляцией (ЧМ) могут использоваться известные аналоговые или цифровые схемы (см. стр. 96–127, рис. 3.13, 3.17, 3.25, 3.27, 3.31, [27]). The radar antenna 12 can be made in the form of a phased antenna array (see patent RU2161847С1, published 01/10/2001, [32]). Antenna switch 13 can be made on the basis of two three-dB directional couplers on connected lines (see page 193, Fig. 2.54, [33]). Pulse transmitter 14 can be made on the basis of a self-oscillator with a dielectric resonator in the feedback circuit and a two-stage power amplifier using powerful field-effect or bipolar transistors (see Fig. 12, [5]). In this case, it must have a frequency that is separated from the frequency of the ARZ transponder by an amount not less than an order of magnitude greater than the half-width of the synchronization bandwidth of the autodyne generator 2. The subcarrier modulator 15 is designed to convert signals from the logical levels of a serial binary code into modulated subcarrier oscillations. The implementation of the subcarrier modulator 15 depends on the type of subcarrier signal modulation used and the choice of element base. Known analog or digital circuits can be used to modulate the subcarrier signal with binary phase modulation (BPM) of the subcarrier signal and with frequency modulation (FM) (see pp. 96–127, Fig. 3.13, 3.17, 3.25, 3.27, 3.31, [27 ]).
В структурной схеме, представленной на фиг. 1, не раскрыты некоторые узлы, блоки и связи между ними, которые не являются обязательными при рассмотрении предлагаемого способа. К ним относятся, например, общая схема синхронизации РЛС, цепь управления антенным переключателем 13 и приводом антенны 12 РЛС от микропроцессорной системы управления, а также внутренние структуры импульсного передатчика 14 с системой автоматической подстройки частоты (АПЧ), приемного устройства 17, каналов измерения «Дальности» 18 и дешифрации сигналов «Телеметрии» 19, а также блока 20 обработки данных (полная структурная схема РЛС «Бриз» и «Вектор» представлена на стр. 80, [6]). In the block diagram shown in Fig. 1, some nodes, blocks and connections between them are not disclosed, which are not mandatory when considering the proposed method. These include, for example, a general radar synchronization circuit, a control circuit for the antenna switch 13 and the radar antenna drive 12 from a microprocessor control system, as well as the internal structures of a pulse transmitter 14 with an automatic frequency control (AFC) system, a receiving device 17, and “Range” measurement channels » 18 and decoding of Telemetry signals 19, as well as data processing unit 20 (the complete block diagram of the Breeze and Vector radars is presented on page 80, [6]).
Более подробно суть предлагаемого способа рассмотрим на примере функционирования описанной выше реализации устройства.Let us consider in more detail the essence of the proposed method using the example of the functioning of the device implementation described above.
В обычном режиме эксплуатации, когда не требуется передача на борт АРЗ команд управления, система радиозондирования атмосферы функционирует следующим образом. При подаче на устройство напряжения питания в автодинном генераторе 2 (см. фиг. 1) возникают высокочастотные колебания, которые промодулированы узкополосной частотной модуляцией (ЧМ) сравнительно «медленным» (2,4 кбит/с) сигналом телеметрии с пакетным методом передачи информации (см. патент RU2529177C1, опубл. 27.09.2014, бюл. № 27 [34]). Для этого кодированный сигнал с метеорологическими данными от блока телеметрии (на фиг. 1 не показан) поступает на встроенный в резонатор автодинного генератора 2 варикап. Выходные колебания автодинного генератора 2 через антенну 1 АРЗ в виде электромагнитных волн излучаются на несущей частоте по направлению РЛС. In normal operating mode, when there is no need to transmit control commands to the ARZ, the atmospheric radio sounding system operates as follows. When a supply voltage is applied to the device in the autodyne generator 2 (see Fig. 1), high-frequency oscillations arise, which are modulated by narrowband frequency modulation (FM) with a relatively “slow” (2.4 kbit/s) telemetry signal with a packet method of information transmission (see Patent RU2529177C1, published September 27, 2014, Bulletin No. 27 [34]). For this purpose the encoded signal with meteorological data from the telemetry unit (not shown in Fig. 1) is supplied to the varicap built into the resonator of the autodyne generator 2. The output oscillations of the autodyne generator 2 through the ARZ antenna 1 in the form of electromagnetic waves are emitted at the carrier frequency in the direction of the radar.
В соответствии с заложенным в работу РЛС принципом действия (см. стр. 74–87, [6]) антенна 11 РЛС принимает пришедшие от АРЗ электромагнитные волны, преобразует их в радиосигнал в виде электрических колебаний и направляет его через антенный переключатель 12 в приёмное устройство 15 РЛС. В приемном устройстве 15 радиосигнал усиливается и поступает в блоки канала приёма телеметрического сигнала 17, откуда первичные данные телеметрии следуют в блок 21 обработки. In accordance with the operating principle of the radar (see pp. 74–87, [6]), the radar antenna 11 receives electromagnetic waves coming from the ARZ, converts them into a radio signal in the form of electrical vibrations and directs it through the antenna switch 12 to the receiving device 15 radars. In the receiving device 15, the radio signal is amplified and supplied to the blocks of the telemetry signal reception channel 17, from where the primary telemetry data flows to the processing block 21.
Импульсный передатчик 13 РЛС в соответствие с импульсами запуска вырабатывает периодические (с частотой повторения около 500 Гц) посылки коротких (порядка 1 мкс) радиоимпульсов запроса, которые через антенный переключатель 12 поступают в антенну 11 РЛС и излучаются в направлении АРЗ на частоте . The pulse transmitter 13 of the radar, in accordance with the trigger pulses, generates periodic (with a repetition frequency of about 500 Hz) sending short (about 1 μs) radio pulses of the request, which through the antenna switch 12 enter the antenna 11 of the radar and are emitted in the direction of the ARZ at the frequency .
Принятое на борту АРЗ антенной 1 излучение преобразуется в электрические колебания, которые в виде запросных радиоимпульсов, имеющих частоту , поступают в резонатор автодинного генератора 2. Здесь они смешиваются с собственными колебаниями автодинного генератора 2, имеющими частоту . Образовавшаяся смесь колебаний, взаимодействуя на нелинейности активного элемента автодинного генератора 2, вызывает в нем автодинный эффект, который в зависимости от соотношения величины разности частот и полуширины полосы синхронизации автодинного генератора 12 проявляется по-разному (см. стр. 13–24, [35]). The radiation received on board the ARZ by antenna 1 is converted into electrical oscillations, which are in the form of request radio pulses with a frequency , enter the resonator of the autodyne generator 2. Here they are mixed with the natural oscillations of the autodyne generator 2, having a frequency . The resulting mixture of oscillations, interacting with the nonlinearity of the active element of the autodyne generator 2, causes an autodyne effect in it, which, depending on the ratio of the magnitude of the frequency difference and half-bandwidth synchronization of autodyne oscillator 12 manifests itself in different ways (see pp. 13–24, [35]).
Если разностная частота находится в пределах полуширины полосы синхронизации , то происходит захват частоты автодинного генератора 2 воздействующим сигналом. Если разностная частота находится за пределами полуширины полосы синхронизации , когда выполняется неравенство , то в автодинном генераторе 2 наблюдается режим биений. В этом режиме колебания автодинного генератора 2 сопровождаются сложной амплитудно-частотной модуляцией со значительными нелинейными искажениями автодинного сигнала [36]. При этом частота биений равна разности между частотой воздействующего сигнала и ближайшим к ней значением частоты края полосы синхронизации, то есть . If the difference frequency is within the half-width of the synchronization bandwidth , then the frequency of the autodyne generator 2 is captured by the influencing signal. If the difference frequency is outside the half-width of the synchronization bandwidth , when the inequality holds , then a beat mode is observed in autodyne generator 2. In this mode, oscillations of the autodyne generator 2 are accompanied by complex amplitude-frequency modulation with significant nonlinear distortions of the autodyne signal [36]. In this case, the frequency beat is equal to the difference between the frequency of the influencing signal and the closest frequency value of the edge of the synchronization band, that is .
В случае выполнения сильного неравенства, когда , в автодинном генераторе 2 наблюдаются квазигармонические изменения амплитуды и частоты колебаний с частотой биений (см. стр. 19, 20, [35]): In the case of a strong inequality, when , in autodyne generator 2 quasi-harmonic changes in amplitude are observed and frequencies fluctuations with beat frequency (see pages 19, 20, [35]):
, (1) , (1)
, (2) , (2)
где Where
– мгновенные значения колебаний на выходе автодинного генератора 2; – instantaneous values of oscillations at the output of autodyne generator 2;
, – соответственно амплитуда и частота колебаний автодинного генератора 2 в стационарном режиме автономных колебаний; , – respectively, the amplitude and frequency of oscillations of autodyne generator 2 in the stationary mode of autonomous oscillations;
– коэффициент ослабления амплитуды радиосигнала на пути его распространения от РЛС до АРЗ, приведенный к порту антенны 1 АРЗ (см. стр. 23–24 книги [1]); – coefficient of attenuation of the radio signal amplitude along the path of its propagation from the radar to the ARZ, reduced to antenna port 1 of the ARZ (see pages 23–24 of the book [1]);
– средняя мощность радиосигнала на порте антенны 1 АРЗ; – average radio signal power at antenna port 1 of the ARZ;
– средняя мощность запросного радиосигнала РЛС; – average power of the radar interrogation signal;
, – коэффициенты усиления антенн 11 РЛС и 1 АРЗ соответственно; , – antenna gains of 11 radars and 1 ARZ, respectively;
– текущее расстояние от РЛС до АРЗ; – current distance from the radar to the ARZ;
– длина волны излучения АРЗ в свободном пространстве; – wavelength of ARZ radiation in free space;
– скорость распространения радиоволн; – speed of propagation of radio waves;
, – коэффициенты автодинного усиления принимаемого сигнала и относительных отклонений частоты генерации соответственно от стационарных значений; , – coefficients of autodyne amplification of the received signal and relative deviations of the generation frequency, respectively, from stationary values;
, – углы относительного фазового смещения автодинных характеристик; , – angles of relative phase shift of autodyne characteristics;
, – коэффициенты неизодромности и неизохронности генератора 12 соответственно; , – coefficients of non-isochronism and non-isochronism of the generator 12, respectively;
, – КПД и внешняя добротность резонатора генератора 2; , – efficiency and external quality factor of the resonator of generator 2;
, , – дифференциальные параметры генератора 2, определяющие его приведенную крутизну инкремента, неизохронность и неизодромность соответственно в окрестности режима стационарных колебаний. , , – differential parameters of generator 2, determining its reduced increment rate, non-isochronism and non-isodromism, respectively, in the vicinity of the stationary oscillation mode.
Максимальные изменения амплитуды и частоты колебаний генератора 2 в выражениях (1) и (2) определяются значениями множителей перед тригонометрическими функциями. Необходимо отметить, что коэффициент автодинного усиления при указанном множителе в (1) показывает, во сколько раз амплитуда отклика автодинного генератора 2 больше амплитуды принимаемого сигнала, причем его величина может быть (см. рис. 2,в,г, [35]). При этом множитель перед синусом в (2) определяет величину автодинной девиации частоты колебаний генератора 2 и численно равен полуширине его полосы синхронизации (см. стр. 25, 26, [37]):The maximum changes in the amplitude and frequency of oscillations of generator 2 in expressions (1) and (2) are determined by the values of the factors in front of the trigonometric functions. It should be noted that the autodyne gain coefficient with the specified multiplier in (1) shows how many times the amplitude of the response of the autodyne generator 2 is greater than the amplitude of the received signal, and its value can be (see Fig. 2, c , d , [35]). In this case, the multiplier in front of the sine in (2) determines the value of the autodyne deviation of the oscillation frequency of generator 2 and is numerically equal to the half-width its sync bands (see pages 25, 26, [37]):
. (3) . (3)
В результате расчета полуширины полосы синхронизации по формуле (3) при , что соответствует случаю сильного сигнала и малого расстояния от РЛС до АРЗ (десятки метров), на частоте при , , и получаем , т.е. 2,37 МГц. Очевидно, что условию удовлетворяет выбор разности частот порядка , то есть 30 МГц и более. As a result of calculating the half-width synchronization bands according to formula (3) at , which corresponds to the case of a strong signal and a short distance from the radar to the ARZ (tens of meters), at a frequency at , , And we get , i.e. 2.37 MHz. Obviously, the condition satisfies the choice of frequency difference order , that is, 30 MHz or more.
Таким образом, за время действия запросного сигнала в одну микросекунду, в автодинном генераторе 2 при значении разности частот 30 МГц будут сформированы возмущенные колебания, модулированные по амплитуде и частоте не менее чем 30 периодами сигнала биений. В остальное время работы генератора 2 его колебания, как отмечалось выше, промодулированы сигналом телеметрии с пакетной передачей информации, скорость передачи которой (2,4 кбит/с) значительно ниже частоты сигнала биений.Thus, during the duration of the request signal of one microsecond, in the autodyne generator 2 with a frequency difference of 30 MHz, perturbed oscillations will be formed, modulated in amplitude and frequency by at least 30 periods of the beat signal. The rest of the operating time of generator 2, its oscillations, as noted above, are modulated by a telemetry signal with packet transmission of information, the transmission speed of which (2.4 kbit/s) is significantly lower than the frequency of the beat signal.
Автодинные изменения величины смещения (тока или напряжения) активного элемента или амплитуды колебаний автодинного генератора 2 с помощью блока 3 регистрации автодинного сигнала преобразуются в выходной сигнал (биений) разностной частоты , который после усиления в усилителе 4 отфильтровываются по частоте полосовым фильтром 5, детектируются линейным амплитудным детектором 6 и в случае превышения порогового уровня компаратора 7 поступают на вход временного селектора импульсов 8. Временной селектор импульсов 8 при соответствии длительности и периода повторения принятых импульсов временным параметрам запросных сигналов РЛС, вырабатывает импульс, поступающий на вход формирователя 9 импульса ответной паузы. Autodyne changes in the displacement value (current or voltage) of the active element or the oscillation amplitude of the autodyne generator 2 are converted into an output signal (beats) of the difference frequency using the autodyne signal registration unit 3 , which, after amplification in the amplifier 4, are filtered by frequency by a bandpass filter 5, detected by a linear amplitude detector 6, and if the threshold level of the comparator 7 is exceeded, they are sent to the input of the time pulse selector 8. Time pulse selector 8 when the duration and repetition period of the received pulses correspond to the time parameters of the request ones radar signals, generates a pulse that arrives at the input of the response pause pulse shaper 9.
Формирователь 9 импульса ответной паузы производит кратковременное (порядка 1…2 мкс) прерывание передачи электромагнитных колебаний от автодинного генератора 2 в антенну 1 АРЗ. Данное прерывание может достигаться в простейшем случае путём отключения питания автодинного генератора 2 или иными техническими решениями. The response pause pulse shaper 9 produces a short-term (about 1...2 μs) interruption of the transmission of electromagnetic oscillations from the autodyne generator 2 to the ARZ antenna 1. This interruption can be achieved in the simplest case by turning off the power to autodyne generator 2 or other technical solutions.
В соответствии с заложенным в работу РЛС принципом действия (см. стр. 74–87, [6]) по временному положению принятой радиоприёмным устройством 17 РЛС паузы в канале дальности 18 относительно момента посылки запросного радиоимпульса измеряется наклонная дальность до АРЗ. По значению наклонной дальности в блоке 20 обработка с учетом угловых координат АРЗ, получаемых от привода антенны 12 РЛС, определяются текущие координаты нахождения радиозонда. In accordance with the operating principle of the radar (see pp. 74–87, [6]), the slant range to the ARZ is measured from the temporary position of the pause in range channel 18 received by the radio receiving device 17 of the radar relative to the moment of sending the request radio pulse. Based on the value of the slant range in processing block 20, taking into account the angular coordinates of the ARZ received from the radar antenna drive 12, the current coordinates of the radiosonde are determined.
Таким образом, предлагаемое устройство выполняет функции прототипа: передачу телеметрической информации с АРЗ на РЛС и определение дальности до АРЗ импульсным методом.Thus, the proposed device performs the functions of a prototype: transmitting telemetric information from the ARZ to the radar and determining the range to the ARZ using the pulse method.
В случае передачи на борт АРЗ команд управления, которые подаются на входы кодека 16, от блока управления и синхронизации 22 поступает импульс запуска импульсного передатчика 14. При этом с выхода кодера 16 на модулятор 15 поднесущей поступает двоичная кодовая последовательность одной или нескольких команд управления. Эта последовательность в модуляторе 4 поднесущей формирует модулирующее напряжение в виде квазигармонических поднесущей на частоте порядка нескольких килогерц с фазовой или частотной модуляцией (см. стр. 233–240, [38]), которое поступает на вход управления частотой несущей импульсного передатчика 5. Сформированный таким образом командный радиоимпульс с внутриимпульсной частотной модуляцией, длительность которого в зависимости от длины цифрового кода может составлять порядка от десяти до ста микросекунд, с выхода передатчика 5 поступает через антенный переключатель 13 и антенну 12 РЛС в виде электромагнитного излучения на вход антенны 1 АРЗ. In the case of transmitting control commands on board the ARZ, which are supplied to the inputs of the codec 16, a trigger pulse of the pulse transmitter 14 is received from the control and synchronization unit 22. In this case, a binary code sequence of one or more control commands is received from the output of the encoder 16 to the subcarrier modulator 15. This sequence in the subcarrier modulator 4 generates a modulating voltage in the form of quasi-harmonic subcarriers at a frequency of the order of several kilohertz with phase or frequency modulation (see pp. 233–240, [38]), which is supplied to the carrier frequency control input of the pulse transmitter 5. Formed in this way Thus, a command radio pulse with intra-pulse frequency modulation, the duration of which, depending on the length of the digital code, can be on the order of ten to one hundred microseconds, from the output of the transmitter 5 is supplied through the antenna switch 13 and the radar antenna 12 in the form of electromagnetic radiation to the input of the antenna 1 of the ARZ.
Командный радиоимпульс, преобразованный в антенне 1 АРЗ в электрические колебания, поступает в резонатор автодинного генератора 2, смешиваясь с его собственными колебаниями. Полученная смесь колебаний на нелинейности активного элемента (АЭ) генератора преобразуется в автодинный отклик в виде изменений с частотой биений амплитуды и частоты колебаний, а также среднего значения тока и напряжения в цепи питания АЭ [36, 37]. При использовании параллельного колебательного контура, настроенного на частоту биений, в качестве блока регистрации автодинного сигнала в цепи питания АЭ, происходит преобразование изменений тока в напряжение автодинного сигнала. На практике находят применение и другие электрические цепи для выделения автодинного сигнала, например, резисторы, индуктивности, трансформаторы и связанные контура [19]. Иной метод регистрации автодинного сигнала состоит в детектировании изменений амплитуды колебаний посредством детекторного диода, связанного с резонатором генератора 2 [19]. Во всех упомянутых случаях выходной сигнал блока регистрации представляет собой командный радиоимпульс на частоте биений с внутриимпульсной частотной или фазовой модуляцией двоичным кодом квазигармонической поднесущей. The command radio pulse, converted in the ARZ antenna 1 into electrical oscillations, enters the resonator of the autodyne generator 2, mixing with its own oscillations. The resulting mixture of oscillations on the nonlinearity of the active element (AE) of the generator is converted into an autodyne response in the form of changes in the amplitude and frequency of oscillations with the beat frequency, as well as the average value of current and voltage in the AE power circuit [36, 37]. When using a parallel oscillatory circuit tuned to the beat frequency as a unit for recording the autodyne signal in the AE power circuit, current changes are converted into voltage of the autodyne signal. In practice, other electrical circuits are also used to isolate the autodyne signal, for example, resistors, inductors, transformers and related circuits [19]. Another method for recording an autodyne signal is to detect changes in the oscillation amplitude using a detector diode connected to the resonator of generator 2 [19]. In all the mentioned cases, the output signal of the recording unit is a command radio pulse at a beat frequency with intra-pulse frequency or phase modulation by a binary code of a quasi-harmonic subcarrier.
Выходной сигнал блока 3 регистрации в виде колебаний на частоте биений, содержащий информацию о коде командного сигнала в виде фазовой или узкополосной частотной модуляции (см. стр. 75–128, [27]), после усиления в усилителе 4 и фильтрации полосовым фильтром 5 поступает на входы амплитудного детектора 6 и демодулятора 10. Амплитудный детектор 6 преобразует командные радиоимпульсы на частоте биений в видеоимпульсы, амплитуда которых прямо пропорциональна амплитуде радиоимпульсов, и передает их на вход компаратора 7. В случае превышения видеоимпульсами порогового уровня компаратора 7 далее они поступают на управляющий вход декодера 11 запросного кода в виде команды «разрешения», а также на вход временного селектора 8. The output signal of registration block 3 in the form of oscillations at the beat frequency, containing information about the code of the command signal in the form of phase or narrowband frequency modulation (see pp. 75–128, [27]), after amplification in amplifier 4 and filtering by bandpass filter 5, arrives to the inputs of the amplitude detector 6 and demodulator 10. The amplitude detector 6 converts command radio pulses at the beat frequency into video pulses, the amplitude of which is directly proportional to the amplitude of the radio pulses, and transmits them to the input of the comparator 7. If the video pulses exceed the threshold level of the comparator 7, they are then sent to the control input decoder 11 of the request code in the form of a “permission” command, as well as to the input of the temporary selector 8.
В демодуляторе 10 поднесущей производится преобразование сигнала на частоте биений с частотной или фазовой модуляцией поднесущей в цифровой бинарный сигнал во временной области, который в виде последовательности импульсов уровней «нуль» и «единица» далее поступает на сигнальный вход декодера 14. Декодер 14 при поступлении с выхода компаратора 7 на управляющий вход сигнала «разрешения» производит преобразование поступающей от демодулятора 10 цифровой бинарной последовательности импульсов уровней «нуль» и «единица» во временной области в параллельный код, дешифрует его и выводит на своих выходах «Команды управления» для передачи на исполнительные устройства АРЗ.In the subcarrier demodulator 10, the signal at the beat frequency with frequency or phase modulation of the subcarrier is converted into a digital binary signal in the time domain, which, in the form of a sequence of pulses of the “zero” and “one” levels, is then fed to the signal input of the decoder 14. The decoder 14, when received with The output of the comparator 7 to the control input of the “resolution” signal converts the digital binary sequence of pulses of the “zero” and “one” levels in the time domain into a parallel code arriving from the demodulator 10 into a parallel code, deciphers it and outputs “Control Commands” at its outputs for transmission to the executive ARZ devices.
Временной селектор 8 импульсов, который по длительности и периоду повторения селектирует запросные импульсы, в данном случае на принятый командный импульс не реагирует, поскольку длительность командного видеоимпульса значительно отличается от длительности запросных импульсов. Поэтому на выходе временного селектора 8 отсутствует импульс, разрешающий запуск формирователя 9, и, соответственно, на выходе последнего импульс ответной паузы также отсутствует.The time selector 8 pulses, which selects request pulses based on duration and repetition period, in this case does not respond to the received command pulse, since the duration of the command video pulse differs significantly from the duration of the request pulses. Therefore, at the output of the temporary selector 8 there is no pulse allowing the start of the shaper 9, and, accordingly, at the output of the latter there is also no response pause pulse.
Результаты выполненных исследований транзисторного автодинного генератора на частоту 1680 МГц подтвердили осуществимость предложенного способа передачи команд управления на борт АРЗ и его пригодность для использования в перспективной разработке системы радиозондирования атмосферы [37].The results of studies of a transistor autodyne generator at a frequency of 1680 MHz confirmed the feasibility of the proposed method of transmitting control commands to the ARP and its suitability for use in the future development of an atmospheric radiosensing system [37].
Таким образом, техническая проблема, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, а именно, создания канала передачи команд управления от РЛС на борт АРЗ при сохранении функциональных возможностей прототипа, успешно решена. Предложенное техническое решение обеспечивает возможность дистанционного управления режимами работы аппаратуры АРЗ и выполнения различных команд. Например, в случае воздействия помех работе системе радиозондирования имеется возможность по распоряжению оператора центра управления или автоматизированной системой управления РЛС передать команду управления на изменение частоты несущего колебания АРЗ. Кроме того, в изменяющихся условиях работы системы радиозондирования есть возможность вариации состава датчиков метеоданных, выполнения их калибровки, изменения режима кодирования телеметрической информации, а также передача разовой команды «Пуск» для сбрасываемого радиозонда, предназначенного для оперативного определения состояния приземных слоев локальной области атмосферы на заданном расстоянии АРЗ, что востребовано для многих служб прогноза погоды, и пр. Thus, the technical problem to which the proposed invention is aimed, namely, the creation of a channel for transmitting control commands from the radar to the ARZ board while maintaining the functionality of the prototype, has been successfully solved. The proposed technical solution provides the ability to remotely control the operating modes of the ARZ equipment and execute various commands. For example, in the event of interference with the operation of the radio sounding system, it is possible, by order of the operator of the control center or the automated radar control system, to transmit a control command to change the frequency of the carrier oscillation of the ARZ. In addition, in changing operating conditions of the radiosonde system, it is possible to vary the composition of meteorological data sensors, perform their calibration, change the encoding mode of telemetric information, as well as transmit a one-time “Start” command for a dropped radiosonde, designed to quickly determine the state of the ground layers of a local area of the atmosphere at a given ARZ distance, which is in demand for many weather forecast services, etc.
ЛитератураLiterature
Смирнов Г.Д., Горбачев В.П. Радиолокационные системы с активным ответом. - М.: Воениздат, 1962. 116 с.Smirnov G.D., Gorbachev V.P. Active response radar systems. - M.: Voenizdat, 1962. 116 p.
Хахалин В.С. Современные радиозонды. - М.: Госэнергоиздат, 1959. 65 с.Khakhalin V.S. Modern radiosondes. - M.: Gosenergoizdat, 1959. 65 p.
Авт. свид. SU115078, опубл. 01.01.1958. Передатчик-ответчик для радиозонда / В.С. Хахалин, Б.В. Васильев, С.Ф. Калачинский.Auto. date SU115078, publ. 01/01/1958. Transmitter-responder for a radiosonde / V.S. Khakhalin, B.V. Vasiliev, S.F. Kalachinsky.
Ефимов А.А. Принципы работы аэрологического информационно-вычислительного комплекса АВК-1. - М.: Гидрометеоиздат, 1989 г. - 148 с.Efimov A.A. Operating principles of the aerological information and computing complex AVK-1. - M.: Gidrometeoizdat, 1989 - 148 p.
Иванов В.Э., Гусев А.В., Игнатков К.А. и др. Современное состояние и перспективы развития систем радиозондирования атмосферы в России // Успехи современной радиоэлектроники. 2015. № 9. С. 3-49. Ivanov V.E., Gusev A.V., Ignatkov K.A. and others. Current state and prospects for the development of atmospheric radio sounding systems in Russia // Advances in modern radio electronics. 2015. No. 9. P. 3-49.
Иванов В.Э., Фридзон М.Б., Ессяк С.П. Радиозондирование атмосферы. Технические и метрологические аспекты разработки и применения радиозондовых измерительных средств / Под ред. В.Э. Иванова - Екатеринбург: УрО РАН, 2004. - 596 с.Ivanov V.E., Fridzon M.B., Essyak S.P. Radio sounding of the atmosphere. Technical and metrological aspects of the development and application of radiosonde measuring instruments / Ed. V.E. Ivanova - Ekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2004. - 596 p.
Патент RU2304290C2, опубл. 10.08.2007, бюл. № 22. МПК (2006.01) G01S13/95. Способ определения дальности до аэрологического радиозонда / В.Э. Иванов.Patent RU2304290C2, publ. 08/10/2007, bulletin. No. 22. IPC (2006.01) G01S13/95. Method for determining the range to an aerological radiosonde / V.E. Ivanov.
Белкин М.К., Кравченко Г.И., Скоробутов Ю.Г., Стрюков Б.А. Сверхрегенераторы. - М.: Радио и связь, 1983, 248 с.Belkin M.K., Kravchenko G.I., Skorobutov Yu.G., Stryukov B.A. Super regenerators. - M.: Radio and communication, 1983, 248 p.
Патент RU2345379C1, опубл. 27.01.2009, бюл. № 3. МПК (2006.01) G01S7/282. СВЧ-модуль сверхрегенеративного приемопередатчика радиозонда / В.Э. Иванов.Patent RU2345379C1, publ. 01/27/2009, bulletin. No. 3. IPC (2006.01) G01S7/282. Microwave module of a super-regenerative radiosonde transceiver / V.E. Ivanov.
Патент RU2470323C1, опубл. 20.12.2012, бюл. № 35. МПК (2006.01) G01S13/95. Способ регулировки выходных параметров сверхрегенеративного приемопередатчика радиозонда / В.Э. Иванов, С.И. Кудинов, А.В. Гусев.Patent RU2470323C1, publ. 12/20/2012, bulletin. No. 35. IPC (2006.01) G01S13/95. Method for adjusting the output parameters of a super-regenerative radiosonde transceiver / V.E. Ivanov, S.I. Kudinov, A.V. Gusev.
Кудинов С.И., Иванов В.Э. Исследование влияния флуктуационных и ударных колебаний на чувствительность сверхрегенеративных приемопередающих устройств // Ural Radio Engineering Journal. 2019. Т. 3. № 2. С. 170-194Kudinov S.I., Ivanov V.E. Study of the influence of fluctuation and shock oscillations on the sensitivity of super-regenerative transceiver devices // Ural Radio Engineering Journal. 2019. T. 3. No. 2. P. 170-194
Патент RU2368916C2, опубл. 27.09.2009, бюл. № 27. МПК (2006.01) G01S13/74. Моноимпульсная система со сверхрегенеративным ответчиком / В.Э. Иванов.Patent RU2368916C2, publ. 09/27/2009, bulletin. No. 27. IPC (2006.01) G01S13/74. Monopulse system with a super-regenerative transponder / V.E. Ivanov.
Патент RU2172965C1, опубл. 27.08.2001, бюл. № 24. МПК (2000.01) G01S13/74. Сверхрегенеративный приемопередатчик / В.Э. Иванов.Patent RU2172965C1, publ. 08/27/2001, bulletin. No. 24. IPC (2000.01) G01S13/74. Super-regenerative transceiver / V.E. Ivanov.
Кудинов С.И., Гусев А.В., Иванов В.Э. Исследование методов совмещения частот приёма и передачи в транзисторных сверхрегенеративных приёмопередатчиках радиозондов // 23-я Международная Крымская конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2015). Севастополь, 2013. С. 1026-1027.Kudinov S.I., Gusev A.V., Ivanov V.E. Study of methods for combining reception and transmission frequencies in transistor super-regenerative radiosonde transceivers // 23rd International Crimean Conference “Microwave Engineering and Telecommunication Technologies” (CriMiKo’2015). Sevastopol, 2013. pp. 1026-1027.
Кудинов С.И. Транзисторные сверхрегенеративные приемопередающие устройства с повышенным потенциалом в системах радиолокации и связи / Диссертация к.т.н. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. - 158 с.Kudinov S.I. Transistor super-regenerative transceiver devices with increased potential in radar and communication systems / Dissertation Ph.D. - Ekaterinburg: USTU-UPI, 2007. - 158 p.
Патент RU2624993C1, опубл. 11.07.2017, бюл. № 20. МКИ (2006.01) G01S13/74. Автодинный приёмопередатчик системы радиозондирования атмосферы / В.Я. Носков, В.Э. Иванов, К.А. Игнатков и др.Patent RU2624993C1, publ. 07/11/2017, bulletin. No. 20. MKI (2006.01) G01S13/74. Autodyne transceiver of the atmospheric radio sounding system / V.Ya. Noskov, V.E. Ivanov, K.A. Ignatkov and others.
Патент RU2214614C2, опубл. 20.10.2003, МПК7 G01S7/00. Приемопередающая система аэрологического радиозонда и ее конструктив / В.Э. Иванов.Patent RU2214614C2, publ. 20.10.2003, IPC 7 G01S7/00. Transceiver-receiver system of an upper-air radiosonde and its design / V.E. Ivanov.
Баранов А.В., Кревский М.А. Транзисторные генераторы гармонических СВЧ колебаний. - М.: Горячая линия - Телеком, 2021. - 276 с.Baranov A.V., Krevsky M.A. Transistor generators of harmonic microwave oscillations. - M.: Hotline - Telecom, 2021. - 276 p.
Носков В.Я., Смольский С.М., Игнатков К.А., Мишин Д.Я., Чупахин А.П. Современные гибридно-интегральные автодинные генераторы микроволнового и миллиметрового диапазонов и их применение. Часть 11. Основы реализации автодинов // Успехи современной радиоэлектроники. 2019. № 2. С. 5-33. Noskov V.Ya., Smolsky S.M., Ignatkov K.A., Mishin D.Ya., Chupakhin A.P. Modern hybrid-integrated autodyne generators of the microwave and millimeter ranges and their application. Part 11. Basics of autodyne implementation // Advances in modern radio electronics. 2019. No. 2. P. 5 - 33.
Костылев С.А., Гончаров В.В., Соколовский И.И., Челядин А.В. Полупроводники с объемной отрицательной проводимостью в СВЧ полях: Электронные процессы и функциональные возможности. - Киев: Наук. думка, 1987. - 144 с.Kostylev S.A., Goncharov V.V., Sokolovsky I.I., Chelyadin A.V. Semiconductors with volume negative conductivity in microwave fields: Electronic processes and functionality. - Kyiv: Nauk. Dumka, 1987. - 144 p.
Патент RU2295911C1, опубл. 27.03.2007, бюл. № 9, МПК (2006.01) A61B5/05. Способ дистанционного контроля физиологических параметров жизнедеятельности организма / Д.А. Усанов и др.Patent RU2295911C1, publ. 03/27/2007, bulletin. No. 9, IPC (2006.01) A61B5/05. Method for remote monitoring of physiological parameters of the body’s vital activity / D.A. Usanov and others.
Радиоприёмные устройства / Под ред. А.П. Жуковского. М.: Высшая школа, 1989, 342 с.Radio receivers / Ed. A.P. Zhukovsky. M.: Higher School, 1989, 342 p.
Коломбет Е.А. Микроэлектронные средства обработки аналоговых сигналов. - М.: Радио и связь, 1991. - 376 с.Colombet E.A. Microelectronic means for processing analog signals. - M.: Radio and communication, 1991. - 376 p.
Щербаков В.И., Грездов Г.И. Электронные схемы на операционных усилителях: Справочник. - К.: Техника, 1983, 213 с. Shcherbakov V.I., Grezdov G.I. Electronic circuits using operational amplifiers: Handbook. - K.: Technology, 1983, 213 p.
Ерофеев Ю.Н. Импульсные устройства. - М.: Высшая школа, 1989, 589 с. Erofeev Yu.N. Pulse devices. - M.: Higher School, 1989, 589 p.
Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. - М.: Металлургия, 1988. - 321 с.Shilo V.L. Popular digital microcircuits: Directory. - M.: Metallurgy, 1988. - 321 p.
Галкин В.А. Цифровая мобильная радиосвязь. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - 432 с.Galkin V.A. Digital mobile radio communications. - M.: Hotline - Telecom, 2007. - 432 p.
Авт. свид. SU1518910A2, опубл. 30.10.1989, бюл. № 40, МПК4 H04L27/14. Устройство для приема частотно-манипулированного сигнала / Ю.В. Васильев и др.Auto. date SU1518910A2, publ. 10/30/1989, bulletin. No. 40, IPC 4 H04L27/14. Device for receiving a frequency-shift keyed signal / Yu.V. Vasiliev et al.
Патент RU2550083C1, опубл. 10.05.2015, бюл. № 13, МПК (2006.01) G01S13/78. Устройство для декодирования запросных сигналов / Ф.Ю. Трутце и др.Patent RU2550083C1, publ. 05/10/2015, bulletin. No. 13, IPC (2006.01) G01S13/78. Device for decoding interrogation signals / F.Yu. Trutze et al.
Заявка US20120001788A1, опубл. 05.01.2012, МПК (2006.01) G01S13/91. Transponder decoder / L.R. Carlson et al.Application US20120001788A1, publ. 01/05/2012, IPC (2006.01) G01S13/91. Transponder decoder / L.R. Carlson et al.
Справочник: Микросхемы для телефонии и средств связи. - М.: Додека, 1998. - 400 с.Directory: Microcircuits for telephony and communications. - M.: Dodeka, 1998. - 400 p.
Патент RU2161847C1, опубл. 10.01.2001. МПК7 H01Q1/38. Антенная система метеолокатора / В.Э. Иванов, С.Н. Шабунин, С.Т. Князев.Patent RU2161847C1, publ. 01/10/2001. IPC 7 H01Q1/38. Weather radar antenna system / V.E. Ivanov, S.N. Shabunin, S.T. Knyazev.
Малорацкий Л.М. Микроминиатюризация элементов и устройств СВЧ. - М.: Советское радио, 1976. - 216 с.Maloratsky L.M. Microminiaturization of microwave elements and devices. - M.: Soviet radio, 1976. - 216 p.
Патент RU2529177C1, опубл. 27.09.2014, бюл. № 27. МПК (2006.01) G01S13/95. Система радиозондирования атмосферы с пакетной передачей метеорологической информации / В.Э. Иванов, А.В. Гусев, О.В. Плохих.Patent RU2529177C1, publ. 09/27/2014, bulletin. No. 27. IPC (2006.01) G01S13/95. Atmospheric radio sounding system with packet transmission of meteorological information / V.E. Ivanov, A.V. Gusev, O.V. Bad ones.
Демьянченко А.Г. Синхронизация генераторов гармонических колебаний. - М.: Энергия, 1976. - 240 с. Demyanchenko A.G. Synchronization of harmonic oscillation generators. - M.: Energy, 1976. - 240 p.
Минаев М.И. Низкочастотный спектр автодинного преобразователя частоты // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. 1989. №. 7. С. 12-14.Minaev M.I. Low-frequency spectrum of an autodyne frequency converter // Electronic technology. Ser. Microwave electronics. 1989. No. 7. pp. 12-14.
Носков В.Я., Иванов В.Э., Гусев А.В. и др. Применение автодинов в перспективных системах радиолокационного зондирования атмосферы / Ural Radio Engineering Journal. 2022. Т. 6. № 1. С. 11-53.Noskov V.Ya., Ivanov V.E., Gusev A.V. and others. Application of autodynes in advanced atmospheric radar sensing systems / Ural Radio Engineering Journal. 2022. T. 6. No. 1. P. 11-53.
Гоноровский И.С. Частотная модуляция и ее применения. М.: Связьиздат, 1948. - 283 с.Gonorovsky I.S. Frequency modulation and its applications. M.: Svyazizdat, 1948. - 283 p.
Claims (6)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2804516C1 true RU2804516C1 (en) | 2023-10-02 |
Family
ID=
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB647926A (en) * | 1948-05-22 | 1950-12-28 | Mini Of Supply | Improvements in or relating to telemetering systems |
| GB1107428A (en) * | 1964-11-13 | 1968-03-27 | Thomson Houston Comp Francaise | System for automatic radio transfer of digital information and for distance computation |
| US5486830A (en) * | 1994-04-06 | 1996-01-23 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Radar transponder apparatus and signal processing technique |
| RU56001U1 (en) * | 2006-03-28 | 2006-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОРТИКС" | AEROLOGICAL RADIO PROBE TRANSMITTER |
| RU71778U1 (en) * | 2007-10-29 | 2008-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ОРТИКС" | TRANSMISSION SYSTEM OF AEROLOGICAL RADAR |
| RU2624993C1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-07-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Autodyne transmitter-receiver of the atmospheric radio probing system |
| RU2710965C1 (en) * | 2019-04-15 | 2020-01-14 | Вячеслав Элизбарович Иванов | Multi-mode aerological system |
| CN111308579A (en) * | 2020-03-20 | 2020-06-19 | 南京大桥机器有限公司 | L-waveband narrow-band electronic sonde |
| RU2738438C2 (en) * | 2019-03-07 | 2020-12-14 | Иван Владимирович Малыгин | Aerological radar system with a protected communication channel |
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB647926A (en) * | 1948-05-22 | 1950-12-28 | Mini Of Supply | Improvements in or relating to telemetering systems |
| GB1107428A (en) * | 1964-11-13 | 1968-03-27 | Thomson Houston Comp Francaise | System for automatic radio transfer of digital information and for distance computation |
| US5486830A (en) * | 1994-04-06 | 1996-01-23 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Radar transponder apparatus and signal processing technique |
| RU56001U1 (en) * | 2006-03-28 | 2006-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОРТИКС" | AEROLOGICAL RADIO PROBE TRANSMITTER |
| RU71778U1 (en) * | 2007-10-29 | 2008-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ОРТИКС" | TRANSMISSION SYSTEM OF AEROLOGICAL RADAR |
| RU2624993C1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-07-11 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Autodyne transmitter-receiver of the atmospheric radio probing system |
| RU2738438C2 (en) * | 2019-03-07 | 2020-12-14 | Иван Владимирович Малыгин | Aerological radar system with a protected communication channel |
| RU2710965C1 (en) * | 2019-04-15 | 2020-01-14 | Вячеслав Элизбарович Иванов | Multi-mode aerological system |
| CN111308579A (en) * | 2020-03-20 | 2020-06-19 | 南京大桥机器有限公司 | L-waveband narrow-band electronic sonde |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| НОСКОВ В.Я., ИВАНОВ В.Э., ГУСЕВ А.В., ИГНАТКОВ К.А., КНЯЗЕВ С.Т., КУДИНОВ С.И., МАЛЫГИН И.В., ПЛОХИХ О.В., ПОНОМАРЕВ О.П., ЧЕРНЫХ О.А. Применение автодинов в перспективных системах радиолокационного зондирования атмосферы. Ural Radio Engineering Journal. 2022, Vol. 6, N 1. Сс.11-53. DOI: 10.15826/urej.2022.6.1.001. ОСИПОВ Ю.Г., ГЕРАСИМОВА Н.В., ДЯДЮРА А.В. Устройство и принцип действия аэрологической информационно-измерительной системы Улыбка. Учебное пособие по дисциплине Методы зондирования окружающей среды. - СПб: РГГМУ, 2009 -60 с. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3967202A (en) | Data transmission system including an RF transponder for generating a broad spectrum of intelligence bearing sidebands | |
| FI83999B (en) | FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER MAETNING AV HASTIGHETEN AV ETT OBJEKT GENOM ATT UTNYTTJA DOPPLER -FOERSKJUTNINGEN AV ELEKTROMAGNETISK STRAOLNING. | |
| GB650114A (en) | Improvements in or relating to distance measuring devices utilising reflected wave energy | |
| US3550124A (en) | Radar-telemetry system | |
| KR100710978B1 (en) | Active backscatter transponder, communication system comprising the same and method for transmitting data by way of such an active backscatter transponder | |
| CA1147443A (en) | Augmented radiometric system | |
| US6313782B1 (en) | Coded phase modulation communications system | |
| US2977568A (en) | Frequency-modulated echo ranging equipment | |
| US4183022A (en) | Transponder for radiocommunication system, particularly for measuring the distance between two stations | |
| RU2804516C1 (en) | Method for transmitting control commands on board aerlogical radiosonde and radar system implementing it | |
| JPS6367868B2 (en) | ||
| US5317315A (en) | Method and device for measurement of the velocity of a moving target by making use of the Doppler shift of electromagnetic radiation | |
| US3778830A (en) | Vibration compensation for range direction finder | |
| US3199101A (en) | Radiosonde and tracking system | |
| US2583573A (en) | Radio receiving system | |
| US3226713A (en) | Precision tracking system | |
| US2511599A (en) | Range and direction finding apparatus | |
| RU2808230C1 (en) | Method for stabilizing the signal level at the input of autodyne asynchronous transceiver of the atmosphere radio sensing system | |
| RU2789416C1 (en) | Method for synchronous reception and processing of a request signal in an autodyne transceiver of an atmospheric radiosonde system | |
| RU2801741C1 (en) | Method for determining range to aerological radiosonde | |
| GB1591505A (en) | Arrangement for the remote transmission of information for the remote guidance of vehicles which are subject to severe acceleration | |
| RU2786729C1 (en) | Method and device for synchronous reception and processing of inquiry signal in autodyne transmitter of atmospheric radiosonding system | |
| US2457137A (en) | Ultra high frequency system | |
| RU2808775C1 (en) | Method for doppler determination of motion parameters of airlogical radiosonde and radar system for its implementation | |
| US3200399A (en) | Distance measuring system and apparatus |