RU165997U1

RU165997U1 - DEVICE FOR DETERMINING THE DIRECTION AND RANGE TO THE SOURCE OF SIGNALS

Info

Publication number: RU165997U1
Application number: RU2016119496/28U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Константинович Барышников; Ольга Владимировна Барышникова; Александр Юрьевич Эльтеков
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2016-11-10

Abstract

Устройство для определения направления и дальности до источника сигналов, содержащее первую антенну, первый и второй микробарометры, а также пять аналого-цифровых преобразователей (АЦП), подключенных к персональной электронно-вычислительной машине (ПЭВМ), отличающееся тем, что дополнительно содержит блок системы единого времени и блок связи с абонентами, подключенные к ПЭВМ, последовательно соединенные первый усилитель, первый фильтр, второй усилитель, первый пороговый блок и схему ИЛИ, последовательно соединенные вторую антенну, третий усилитель, второй фильтр, четвертый усилитель и второй пороговый блок, последовательно соединенные третью антенну, пятый усилитель, третий фильтр, шестой усилитель и третий пороговый блок, последовательно соединенные седьмой усилитель, четвертый фильтр, восьмой усилитель, пятый фильтр, четвертый пороговый блок и первую схему И, последовательно соединенные первый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и первый калибратор, последовательно соединенные второй ЦАП и второй калибратор, последовательно соединенные третий ЦАП и третий калибратор, последовательно соединенные четвертый ЦАП и четвертый калибратор, последовательно соединенные пятый ЦАП и первый формирователь, последовательно соединенные шестой ЦАП и второй формирователь, последовательно соединенные первый таймер, вторую схему И и первый счетчик, последовательно соединенные девятый усилитель, шестой фильтр, десятый усилитель, седьмой фильтр, пятый пороговый блок и третью схему И, последовательно соединенные седьмой ЦАП и пятый калибратор, последовательно соединенные восьмой ЦАП и третий формирователь, последовательноA device for determining the direction and distance to the signal source, containing the first antenna, the first and second microbarometers, as well as five analog-to-digital converters (ADCs) connected to a personal electronic computer (PC), characterized in that it further comprises a unit of a single system time and a communication unit with subscribers connected to a PC, a first amplifier, a first filter, a second amplifier, a first threshold unit and an OR circuit, a second antenna connected in series, thirds the th amplifier, the second filter, the fourth amplifier and the second threshold block, connected in series with the third antenna, the fifth amplifier, the third filter, the sixth amplifier and the third threshold block, connected in series with the seventh amplifier, the fourth filter, the eighth amplifier, the fifth filter, the fourth threshold block and the first circuit And, the first digital-to-analog converter (DAC) and the first calibrator connected in series, the second DAC and the second calibrator connected in series, the third DAC and the third calibrator connected in series a converter, a fourth DAC and a fourth calibrator connected in series, a fifth DAC and a first driver in series, a sixth DAC and a second driver connected in series, a first timer, a second circuit And a first counter, a ninth amplifier, a sixth filter, a tenth amplifier, a seventh connected in series a filter, a fifth threshold block and a third AND circuit connected in series with a seventh DAC and a fifth calibrator in series with an eighth DAC and a third driver, last edically

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам.The utility model relates to measuring equipment, in particular to direction finders.

Известно устройство для определения направления [1], содержащее электроннолучевую трубку, последовательно соединенные первые магнитную антенну, полосовой фильтр, усилитель, синхронный детектор и формирователь сигналов, последовательно соединенные вторые магнитную антенну, полосовой фильтр, усилитель, синхронный детектор и формирователь сигналов, последовательно соединенные электрическую антенну, третий полосовой фильтр, третий усилитель, фазовращатель и ограничитель, причем выход последнего подключен ко вторым входам первого и второго синхронных детекторов, а выходы формирователей сигналов подключены к электроннолучевой трубке.A device for determining the direction [1], comprising a cathode ray tube, a first magnetic antenna, a bandpass filter, an amplifier, a synchronous detector and a signal driver, a second magnetic antenna, a bandpass filter, an amplifier, a synchronous detector and a signal generator connected in series with an electric signal, are connected in series an antenna, a third bandpass filter, a third amplifier, a phase shifter and a limiter, the latter being connected to the second inputs of the first and second th synchronous detectors, and outputs the signal generators are connected to the cathode tube.

Это устройство не обеспечивает возможности оценки дальности до источников сигналов.This device does not provide the ability to assess the range to signal sources.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения направления и дальности до источника сигналов [2] (комбинированная система грозоопределения, состоящая из инфразвукового комплекса и электрической антенны), содержащее три микробарометра, инфразвуковой микрофон и электростатический флюксметр, подключенные через аналого-цифровые преобразователи (АЦП), к персональной электронно-вычислительной машине (ПЭВМ или микропроцессору). В прототипе местоположение источника сигнала определяется по результатам дальнейшей обработки оператором записанных сигналов. Для определения азимута используются разности времени прихода инфразвуковых сигналов на не менее, чем на три микробарометра, разнесенные друг от друга более, чем на 90 метров (трехпозиционная система регистрации), а для определения дальности используется разность времени прихода сигналов на электростатический флюксметр и инфразвуковой микрофон (или микробарометры). Недостатками прототипа являются большая погрешность при использовании его на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения и низкая помехоустойчивость устройства из-за использования электрической компоненты сигнала.The closest technical solution to the proposed one is a device for determining the direction and distance to the signal source [2] (a combined lightning detection system consisting of an infrasound complex and an electric antenna) containing three microbarometers, an infrasound microphone, and an electrostatic fluxmeter connected via analog-to-digital converters ( ADC), to a personal electronic computer (PC or microprocessor). In the prototype, the location of the signal source is determined by the results of further processing by the operator of the recorded signals. To determine the azimuth, the differences in the time of arrival of infrasonic signals by no less than three microbarometers, separated by more than 90 meters from each other (three-position recording system) are used, and to determine the distance, the difference in the time of arrival of signals to the electrostatic fluxmeter and infrasound microphone is used ( or microbarometers). The disadvantages of the prototype are the large error when using it at a single-point observation point or on a vehicle and low noise immunity of the device due to the use of the electrical signal component.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой полезной моделью, является уменьшение погрешности при использовании на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения и увеличение помехоустойчивости устройства.The technical result provided by the claimed utility model is to reduce the error when used at a single-point observation point or vehicle, and to increase the noise immunity of the device.

Технический результат достигается тем, что устройство для определения направления и дальности до источника сигналов, содержащее первую антенну, первый и второй микробарометры, а также пять аналого-цифровых преобразователей (АЦП), подключенных к персональной электронно-вычислительной машине (ПЭВМ), дополнительно содержит блок системы единого времени и блок связи с абонентами, подключенные к ПЭВМ, последовательно соединенные первый усилитель, первый фильтр, второй усилитель, первый пороговый блок и схему ИЛИ, последовательно соединенные вторую антенну, третий усилитель, второй фильтр, четвертый усилитель и второй пороговый блок, последовательно соединенные третью антенну, пятый усилитель, третий фильтр, шестой усилитель и третий пороговый блок, последовательно соединенные седьмой усилитель, четвертый фильтр, восьмой усилитель, пятый фильтр, четвертый пороговый блок и первую схему И, последовательно соединенные первый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и первый калибратор, последовательно соединенные второй ЦАП и второй калибратор, последовательно соединенные третий ЦАП и третий калибратор, последовательно соединенные четвертый ЦАП и четвертый калибратор, последовательно соединенные пятый ЦАП и первый формирователь, последовательно соединенные шестой ЦАП и второй формирователь, последовательно соединенные первый таймер, вторую схему И и первый счетчик, последовательно соединенные девятый усилитель, шестой фильтр, десятый усилитель, седьмой фильтр, пятый пороговый блок и третью схему И, последовательно соединенные седьмой ЦАП и пятый калибратор, последовательно соединенные восьмой ЦАП и третий формирователь, последовательно соединенные второй таймер, четвертую схему И и второй счетчик, а также тактовый генератор, подключенный ко вторым входам второй и четвертой схем И, причем первая, вторая и третья антенны выполнены магнитными и размещены взаимно перпендикулярно друг к другу, первый, второй и третий формирователи выполнены в виде сглаживающего звена с усилителем мощности, первый, второй, третий, четвертый и пятый пороговые блоки выполнены с управлением по порогу, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой фильтры выполнены с управлением по полосе пропускания, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый усилители выполнены с управлением по фазе и чувствительности, первый и второй таймеры выполнены с управлением по длительности выходного сигнала, первая схема И подключена вторым входом к первому таймеру, а выходом подключена ко входу останова первого счетчика, третья схема И подключена вторым входом ко второму таймеру, а выходом подключена ко входу останова второго счетчика, схема ИЛИ подключена вторым и третьим входами соответственно ко второму и третьему пороговым блокам, а выходом подключена к первому и второму таймерам, первая антенна подключена к первому усилителю, первый микробарометр подключен выходом к седьмому усилителю, а входом акустически связан с четвертым калибратором, второй микробарометр подключен выходом к девятому усилителю, а входом акустически связан с пятым калибратором, первый формирователь подключен к управляющим входам первого, второго и третьего фильтров, второй формирователь подключен к управляющим входам четвертого и пятого фильтров, третий формирователь подключен к управляющим входам шестого и седьмого фильтров, входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого АЦП подключены, соответственно, к первому, второму, третьему, четвертому и шестому фильтрам, выходы первого, второго и третьего калибраторов подключены, соответственно, к первой, второй и третьей антеннам, а входы всех ЦАП, управляющие входы всех усилителей, управляющие входы всех пороговых блоков, выходы первого и второго счетчиков, выходы и управляющие входы первого и второго таймеров подключены к ПЭВМ.The technical result is achieved in that the device for determining the direction and distance to the signal source, containing the first antenna, the first and second microbarometers, as well as five analog-to-digital converters (ADCs) connected to a personal electronic computer (PC), further comprises a unit single time systems and a subscriber communication unit connected to a PC, a first amplifier, a first filter, a second amplifier, a first threshold unit and an OR circuit connected in series a second antenna, a third amplifier, a second filter, a fourth amplifier and a second threshold unit, connected in series with a third antenna, a fifth amplifier, a third filter, a sixth amplifier and a third threshold unit, connected in series with a seventh amplifier, a fourth filter, an eighth amplifier, a fifth filter, and a fourth threshold block and the first circuit And, connected in series to the first digital-to-analog converter (DAC) and the first calibrator, connected in series to the second DAC and the second calibrator, connected in series to the third DAC and the third calibrator, the fourth DAC and the fourth calibrator connected in series, the fifth DAC and the first shaper connected in series, the sixth DAC and the second shaper connected in series, the first timer, the second AND circuit and the first counter, the ninth amplifier, the sixth filter connected in series, a tenth amplifier, a seventh filter, a fifth threshold block and a third AND circuit connected in series with a seventh DAC and a fifth calibrator in series with an eighth DAC and a third the first driver, the second timer, the fourth AND circuit and the second counter connected in series, as well as a clock connected to the second inputs of the second and fourth AND circuits, the first, second and third antennas being made magnetic and placed mutually perpendicular to each other, the first, second and the third formers are made in the form of a smoothing link with a power amplifier, the first, second, third, fourth, and fifth threshold blocks are made with threshold control, the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh filters ry made with bandwidth control, the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth and tenth amplifiers are made with phase and sensitivity controls, the first and second timers are controlled with the duration of the output signal, the first circuit And it is connected by the second input to the first timer, and the output is connected to the stop input of the first counter, the third circuit And is connected by the second input to the second timer, and the output is connected to the stop input of the second counter, OR is connected by the second and t through the inputs to the second and third threshold blocks, and the output connected to the first and second timers, the first antenna connected to the first amplifier, the first microbarometer connected to the seventh amplifier and the input acoustically connected to the fourth calibrator, the second microbarometer connected to the ninth amplifier, and the input is acoustically connected to the fifth calibrator, the first driver is connected to the control inputs of the first, second and third filters, the second driver is connected to the control inputs of the fifth and fifth filters, the third driver is connected to the control inputs of the sixth and seventh filters, the inputs of the first, second, third, fourth and fifth ADCs are connected, respectively, to the first, second, third, fourth and sixth filters, the outputs of the first, second and third calibrators connected, respectively, to the first, second and third antennas, and the inputs of all DACs, the control inputs of all amplifiers, the control inputs of all threshold blocks, the outputs of the first and second counters, the outputs and control inputs of the first and second ymera connected to the PC.

Такое выполнение устройства для определения направления и дальности до источника сигналов обеспечивает уменьшение погрешности при использовании на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения и увеличение помехоустойчивости устройства.This embodiment of the device for determining the direction and distance to the signal source provides a reduction in error when used at a single-point observation point or vehicle, and an increase in the noise immunity of the device.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.The drawing shows a structural diagram of the proposed device.

Принятые обозначения:Accepted designations:

1 - первая антенна, 2 - первый микробарометр, 3 - второй микробарометр, 4 - первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), 5 - второй АЦП, 6 - третий АЦП, 7 - четвертый АЦП, 8 - пятый АЦП, 9 - персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ), 10 - блок системы единого времени, 11 - блок связи с абонентами, 12 - первый усилитель, 13 - первый фильтр, 14 - второй усилитель, 15 - первый пороговый блок, 16 - схема ИЛИ, 17 - вторая антенна, 18 - третий усилитель, 19 - второй фильтр, 20 - четвертый усилитель, 21 - второй пороговый блок, 22 - третья антенна, 23 - пятый усилитель, 24 - третий фильтр, 25 - шестой усилитель, 26 - третий пороговый блок, 27 - седьмой усилитель, 28 - четвертый фильтр, 29 - восьмой усилитель, 30 - пятый фильтр, 31 - четвертый пороговый блок, 32 - первая схема И, 33 - первый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), 34 - первый калибратор, 35 - второй ЦАП, 36 - второй калибратор, 37 - третий ЦАП, 38 - третий калибратор, 39 - четвертый ЦАП, 40 - четвертый калибратор, 41 - пятый ЦАП, 42 - первый формирователь, 43 - шестой ЦАП, 44 - второй формирователь, 45 - первый таймер, 46 - вторая схема И, 47 - первый счетчик, 48 - девятый усилитель, 49 - шестой фильтр, 50 - десятый усилитель, 51 - седьмой фильтр, 52 - пятый пороговый блок, 53 - третья схема И, 54 - седьмой ЦАП, 55 - пятый калибратор, 56 - восьмой ЦАП, 57 - третий формирователь, 58 - второй таймер, 59 - четвертая схема И, 60 - второй счетчик, 61 - тактовый генератор.1 - the first antenna, 2 - the first microbarometer, 3 - the second microbarometer, 4 - the first analog-to-digital converter (ADC), 5 - the second ADC, 6 - the third ADC, 7 - the fourth ADC, 8 - the fifth ADC, 9 - personal electronic - a computer (PC), 10 - a unit of a single time system, 11 - a communication unit with subscribers, 12 - a first amplifier, 13 - a first filter, 14 - a second amplifier, 15 - a first threshold unit, 16 - OR circuit, 17 - a second antenna, 18 — third amplifier, 19 — second filter, 20 — fourth amplifier, 21 — second threshold unit, 22 — third antenna, 23 — fifth amplifier, 24 — third fil tr, 25 — sixth amplifier, 26 — third threshold block, 27 — seventh amplifier, 28 — fourth filter, 29 — eighth amplifier, 30 — fifth filter, 31 — fourth threshold block, 32 — first I circuit, 33 — first digital analog converter (DAC), 34 - the first calibrator, 35 - the second DAC, 36 - the second calibrator, 37 - the third DAC, 38 - the third calibrator, 39 - the fourth DAC, 40 - the fourth calibrator, 41 - the fifth DAC, 42 - the first shaper 43 - the sixth DAC, 44 - the second driver, 45 - the first timer, 46 - the second circuit I, 47 - the first counter, 48 - the ninth amplifier, 49 - the sixth filter, 50 - the tenth amplifier, 51 - the seventh filter, 52 - the fifth threshold unit, 53 - the third I circuit, 54 - the seventh DAC, 55 - the fifth calibrator, 56 - the eighth DAC, 57 - the third driver, 58 - the second timer, 59 - the fourth circuit I, 60 - second counter, 61 - clock generator.

Устройство для определения направления и дальности до источника сигналов содержит первую антенну 1, первый микробарометр 2, второй микробарометр 3, а также первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, второй АЦП 5, третий АЦП 6, четвертый АЦП 7 и пятый АЦП 8, подключенные к персональной электронно-вычислительной машине (ПЭВМ) 9, блок 10 системы единого времени и блок 11 связи с абонентами, подключенные к ПЭВМ 9, последовательно соединенные первый усилитель 12, первый фильтр 13, второй усилитель 14, первый пороговый блок 15 и схему ИЛИ 16, последовательно соединенные вторую антенну 17, третий усилитель 18, второй фильтр 19, четвертый усилитель 20 и второй пороговый блок 21, последовательно соединенные третью антенну 22, пятый усилитель 23, третий фильтр 24, шестой усилитель 25 и третий пороговый блок 26, последовательно соединенные седьмой усилитель 27, четвертый фильтр 28, восьмой усилитель 29, пятый фильтр 30, четвертый пороговый блок 31 и первую схему И 32, последовательно соединенные первый цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 33 и первый калибратор 34, последовательно соединенные второй ЦАП 35 и второй калибратор 36, последовательно соединенные третий ЦАП 37 и третий калибратор 38, последовательно соединенные четвертый ЦАП 39 и четвертый калибратор 40, последовательно соединенные пятый ЦАП 41 и первый формирователь 42, последовательно соединенные шестой ЦАП 43 и второй формирователь 44, последовательно соединенные первый таймер 45, вторую схему И 46 и первый счетчик 47, последовательно соединенные девятый усилитель 48, шестой фильтр 49, десятый усилитель 50, седьмой фильтр 51, пятый пороговый блок 52 и третью схему И 53, последовательно соединенные седьмой ЦАП 54 и пятый калибратор 55, последовательно соединенные восьмой ЦАП 56 и третий формирователь 57, последовательно соединенные второй таймер 58, четвертую схему И 59 и второй счетчик 60, а также тактовый генератор 61, подключенный ко вторым входам второй и четвертой схем И 46, 59, причем первая, вторая и третья антенны 1, 17, 22 выполнены магнитными и размещены взаимно перпендикулярно друг к другу, первый, второй и третий формирователи 42, 44, 57 выполнены в виде сглаживающего звена с усилителем мощности, первый, второй, третий, четвертый и пятый пороговые блоки 15, 21, 26, 31, 52 выполнены с управлением по порогу, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой фильтры 13, 19, 24, 28, 30, 49, 51 выполнены с управлением по полосе пропускания, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый усилители 12, 14, 18, 20, 23, 25, 27, 29, 48, 50 выполнены с управлением по фазе и чувствительности, первый и второй таймеры 45, 58 выполнены с управлением по длительности выходного сигнала, первая схема И 32 подключена вторым входом к первому таймеру 45, а выходом подключена ко входу останова первого счетчика 47, третья схема И 53 подключена вторым входом ко второму таймеру 58, а выходом подключена ко входу останова второго счетчика 60, схема ИЛИ 16 подключена вторым и третьим входами, соответственно, ко второму и третьему пороговым блокам 21, 26, а выходом подключена к первому и второму таймерам 45, 58, первая антенна 1 подключена к первому усилителю 12, первый микробарометр 2 подключен выходом к седьмому усилителю 27, а входом акустически связан с четвертым калибратором 40, второй микробарометр 3 подключен выходом к девятому усилителю 48, а входом акустически связан с пятым калибратором 55, первый формирователь 42 подключен к управляющим входам первого, второго и третьего фильтров 13, 19, 24, второй формирователь 44 подключен к управляющим входам четвертого и пятого фильтров 28, 30, третий формирователь 57 подключен к управляющим входам шестого и седьмого фильтров 49, 51, входы первого, второго, третьего, четвертого и пятого АЦП 4, 5, 6, 7, 8 подключены, соответственно, к первому, второму, третьему, четвертому и шестому фильтрам 13, 19, 24, 28, 49, выходы первого, второго и третьего калибраторов 34, 36, 38 подключены, соответственно, к первой, второй и третьей антеннам 1, 17, 22, а входы всех ЦАП, управляющие входы всех усилителей, управляющие входы всех пороговых блоков, выходы первого и второго счетчиков 47, 60, выходы и управляющие входы первого и второго таймеров 45, 58 подключены к ПЭВМ 9.The device for determining the direction and distance to the signal source contains the first antenna 1, the first microbarometer 2, the second microbarometer 3, as well as the first analog-to-digital converter (ADC) 4, the second ADC 5, the third ADC 6, the fourth ADC 7 and the fifth ADC 8, connected to a personal electronic computer (PC) 9, a unit 10 of a single time system and a communication unit 11 with subscribers, connected to a PC 9, connected in series to a first amplifier 12, a first filter 13, a second amplifier 14, a first threshold block 15 and an OR circuit 16, follower but the second antenna 17, the third amplifier 18, the second filter 19, the fourth amplifier 20 and the second threshold unit 21 are connected, the third antenna 22, the fifth amplifier 23, the third filter 24, the sixth amplifier 25 and the third threshold unit 26 are connected in series with the seventh amplifier 27, a fourth filter 28, an eighth amplifier 29, a fifth filter 30, a fourth threshold unit 31, and a first AND circuit 32, serially connected to a first digital-to-analog converter (DAC) 33 and a first calibrator 34, serially connected to a second DAC 35 and a second calibrator 36, serially connected to the third DAC 37 and third calibrator 38, serially connected to the fourth DAC 39 and the fourth calibrator 40, serially connected to the fifth DAC 41 and the first driver 42, serially connected to the sixth DAC 43 and the second driver 44, serially connected to the first timer 45, the second an AND 46 circuit and a first counter 47 connected in series with a ninth amplifier 48, a sixth filter 49, a tenth amplifier 50, a seventh filter 51, a fifth threshold unit 52 and a third And 53 circuit connected in series with the seventh my DAC 54 and the fifth calibrator 55, serially connected to the eighth DAC 56 and the third driver 57, serially connected to the second timer 58, the fourth circuit And 59 and the second counter 60, as well as the clock generator 61 connected to the second inputs of the second and fourth circuits And 46, 59, the first, second and third antennas 1, 17, 22 are made magnetic and placed mutually perpendicular to each other, the first, second and third formers 42, 44, 57 are made in the form of a smoothing link with a power amplifier, the first, second, third, fourth and fifth threshold blocks 15, 21, 26, 31, 52 are made with threshold control, the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh filters 13, 19, 24, 28, 30, 49, 51 are made with bandwidth control, the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth and tenth amplifiers 12, 14, 18, 20, 23, 25, 27, 29, 48, 50 are made with phase and sensitivity control, the first and second timers 45, 58 are controlled by the duration of the output signal, the first circuit And 32 is connected by the second input to the first timer 45, and the output is connected to the stop input of the first 47, the third AND 53 circuit is connected by the second input to the second timer 58, and the output is connected to the stop input of the second counter 60, the OR circuit 16 is connected by the second and third inputs, respectively, to the second and third threshold blocks 21, 26, and the output is connected to the first and second timers 45, 58, the first antenna 1 is connected to the first amplifier 12, the first microbarometer 2 is connected by the output to the seventh amplifier 27, and the input is acoustically connected to the fourth calibrator 40, the second microbarometer 3 is connected by the output to the ninth amplifier 48, and the input is an acus it is connected with the fifth calibrator 55, the first driver 42 is connected to the control inputs of the first, second and third filters 13, 19, 24, the second driver 44 is connected to the control inputs of the fourth and fifth filters 28, 30, the third driver 57 is connected to the control inputs of the sixth and seventh filters 49, 51, the inputs of the first, second, third, fourth and fifth ADCs 4, 5, 6, 7, 8 are connected, respectively, to the first, second, third, fourth and sixth filters 13, 19, 24, 28, 49 , the outputs of the first, second and third calibrators 34, 36, 38 are connected, with responsibly, to the first, second and third antennas 1, 17, 22, and the inputs of all DACs, the control inputs of all amplifiers, the control inputs of all threshold blocks, the outputs of the first and second counters 47, 60, the outputs and control inputs of the first and second timers 45, 58 are connected to a PC 9.

Устройство для определения направления и дальности до источника сигналов, установленное на однопозиционном пункте наблюдения и регистрации электромагнитного излучения (ЭМИ) с двумя точками регистрации инфразвука работает следующим образом. При возникновении, например, молниевого разряда сначала на пункт наблюдения приходит ЭМИ. Токи, наведенные в магнитной первой антенне 1, магнитной второй антенне 17 и магнитной третьей антенне 22 от источника сигналов, через первый, третий и пятый усилители 12, 18, 23, первый, второй и третий фильтры 13, 19, 24 и первый, второй и третий АЦП 4, 5, 6 поступают в ПЭВМ 9, где начинается цикл обработки информации при превышении сигналом от любой из трех магнитных антенн заданного ему порогового значения. Принятые сигналы ортогональных антенн, установленных, например, на первой точке регистрации, так, что магнитная первая антенна 1 ориентирована максимумом диаграммы направленности на вторую точку регистрации, используются для определения известными способами [3] угла α прихода сигнала на первую точку регистрации т.е. угла между направлением из первой точки регистрации на источник сигналов и направлением из первой точки регистрации на вторую точку регистрации, например, по формуле,A device for determining the direction and distance to the signal source, installed on a single-point observation and registration of electromagnetic radiation (EMP) with two points of registration of infrasound works as follows. If, for example, a lightning strike occurs, the EMP first comes to the observation point. The currents induced in the magnetic first antenna 1, the magnetic second antenna 17 and the magnetic third antenna 22 from the signal source, through the first, third and fifth amplifiers 12, 18, 23, the first, second and third filters 13, 19, 24 and the first, second and the third ADC 4, 5, 6 enter the PC 9, where the information processing cycle begins when the signal from any of the three magnetic antennas exceeds the threshold value set for it. The received signals of orthogonal antennas installed, for example, at the first registration point, so that the magnetic first antenna 1 is oriented by the maximum of the radiation pattern to the second registration point, are used to determine the angle α of the signal arrival at the first registration point by known methods [3] ie the angle between the direction from the first registration point to the signal source and the direction from the first registration point to the second registration point, for example, by the formula,

где А₁, А₂ - амплитуды сигналов средней частоты, поступающих в ПЭВМ 9 из второго и первого АЦП 5, 4, соответственно.where A ₁ , A ₂ are the amplitudes of the medium-frequency signals received in the PC 9 from the second and first ADCs 5, 4, respectively.

Одновременно с выхода первого фильтра 13 сигналы поступают через второй усилитель 14 на первый пороговый блок 15, с выхода второго фильтра 19 сигналы поступают через четвертый усилитель 20 на второй пороговый блок 21, а с выхода третьего фильтра 24 сигналы поступают через шестой усилитель 25 на третий пороговый блок 26. При превышении сигналами значений, заданных ПЭВМ 9, на выходах первого, второго и третьего пороговых блоков 15, 21, 26 формируются логические единицы, поступающие на схему ИЛИ 16, выходной сигнал которой запускает первый и второй таймеры 45, 58. Выходные сигналы первого и второго таймеров 45, 58 разрешают прохождение импульсов от тактового генератора 61 через вторую схему И 46 на первый счетчик 47 и подготавливают первую схему И 32, а также через четвертую схему И 59 на второй счетчик 60 и подготавливают третью схему И 53. Таким образом, начинается отсчет времени с момента прихода на пункт наблюдения электромагнитного излучения (ЭМИ) зарегистрированного явления, например, грозового разряда. Сопутствующая этому явлению инфразвуковая волна приходит позднее на первую и вторую точки регистрации инфразвука, находящиеся на пункте наблюдения, принимается первым и вторым микробарометрами 2, 3, выходные сигналы которых поступают в ПЭВМ 9, соответственно, через седьмой усилитель 27, четвертый фильтр 28 и четвертый АЦП 7 и через девятый усилитель 48, шестой фильтр 49 и пятый АЦП 8. Кроме того, выходные сигналы первого и второго микробарометров 2, 3, поступают, соответственно, через восьмой усилитель 29 и пятый фильтр 30 на четвертый пороговый блок 31, и через десятый усилитель 50 и седьмой фильтр 51 на пятый пороговый блок 52. При превышении сигналом значения, заданного ПЭВМ 9, на выходе четвертого порогового блока 31 формируется логическая единица, поступающая на первую схему И 32, выходной сигнал которой останавливает первый счетчик 47 и фиксирует интервал времени между приходами ЭМИ и инфразвука на первую точку регистрации. Аналогично, при превышении сигналом значения, заданного ПЭВМ 9, на выходе пятого порогового блока 52 формируется логическая единица, поступающая на третью схему И 53, выходной сигнал которой останавливает второй счетчик 60 и фиксирует интервал времени между приходами ЭМИ и инфразвука на вторую точку регистрации. Полученные значения интервалов времени с выходов первого и второго счетчиков 47, 60 поступают в ПЭВМ 9, где по заранее измеренному при калибровке микробарометров значению скорости инфразвука определяются расстояния А, В от точек регистрации до источника сигналов, а с учетом полученного направления на источник сигналов и расстояния от первой точки регистрации определяется приближенное местоположение источника сигналов. Однако реальная скорость инфразвука на трассе зависит от местности и может отличаться от скорости инфразвука, полученной при калибровке микробарометров. Для уточнения местоположения источника сигналов решается геометрическая задача нахождения сторон и углов треугольника, определяется угол β прихода сигнала на вторую точку регистрации из приближенного местоположения источника сигналов (т.е. угол между направлением из второй точки регистрации на приближенное местоположение источника сигналов и направлением из второй точки регистрации на первую точку регистрации) по известному расстоянию С между точками регистрации, углу α прихода сигнала на первую точку регистрации и расстоянию А до источника сигналов. Из полученного треугольника следует:Simultaneously, from the output of the first filter 13, the signals are supplied through the second amplifier 14 to the first threshold block 15, from the output of the second filter 19, signals are transmitted through the fourth amplifier 20 to the second threshold block 21, and from the output of the third filter 24, signals are transmitted through the sixth amplifier 25 to the third threshold block 26. When the signals exceed the values specified by the PC 9, at the outputs of the first, second and third threshold blocks 15, 21, 26, logical units are formed that go to the OR 16 circuit, the output signal of which starts the first and second timers 4 5, 58. The output signals of the first and second timers 45, 58 allow the passage of pulses from the clock generator 61 through the second circuit AND 46 to the first counter 47 and prepare the first circuit And 32, as well as through the fourth circuit And 59 to the second counter 60 and prepare the third And 53. Thus, the countdown begins with the moment of arrival at the observation point of electromagnetic radiation (EMP) registered phenomena, for example, a lightning discharge. The infrasound wave accompanying this phenomenon arrives later at the first and second infrasound recording points located at the observation point, is received by the first and second microbarometers 2, 3, the output signals of which are fed to the PC 9, respectively, through the seventh amplifier 27, the fourth filter 28, and the fourth ADC 7 and through the ninth amplifier 48, the sixth filter 49 and the fifth ADC 8. In addition, the output signals of the first and second microbarometers 2, 3, respectively, pass through the eighth amplifier 29 and the fifth filter 30 to the fourth threshold block 31, and through the tenth amplifier 50 and the seventh filter 51 to the fifth threshold block 52. When the signal exceeds the value specified by the PC 9, the output of the fourth threshold block 31 is formed by a logical unit that goes to the first circuit And 32, the output signal of which stops the first counter 47 and fixes the time interval between the arrival of EMR and infrasound at the first registration point. Similarly, when the signal exceeds the value set by the PC 9, the logical unit is formed at the output of the fifth threshold block 52 and fed to the third AND 53 circuit, the output signal of which stops the second counter 60 and fixes the time interval between the arrival of EMR and infrasound at the second recording point. The obtained values of the time intervals from the outputs of the first and second counters 47, 60 go to the PC 9, where the distances A, B from the registration points to the signal source are determined by the value of the infrasound speed previously measured during calibration of the microbarometers, and taking into account the obtained direction to the signal source and the distance The approximate location of the signal source is determined from the first registration point. However, the actual speed of infrasound on the track depends on the terrain and may differ from the speed of infrasound obtained during the calibration of microbarometers. To clarify the location of the signal source, the geometric problem of finding the sides and angles of the triangle is solved, the angle β of the signal arrival at the second registration point from the approximate location of the signal source is determined (i.e., the angle between the direction from the second registration point to the approximate location of the signal source and the direction from the second point registration at the first registration point) according to the known distance C between the registration points, the angle α of the signal arrival at the first registration point and the distance A to Source signals. From the resulting triangle it follows:

где А - расстояние от первой точки регистрации до источника сигналов,where A is the distance from the first registration point to the signal source,

В - расстояние от второй точки регистрации до источника сигналов,B is the distance from the second registration point to the signal source,

С - расстояние между первой и второй точками регистрации,C is the distance between the first and second registration points,

α, β - углы прихода сигнала на первую и вторую точки регистрации,α, β are the angles of arrival of the signal at the first and second points of registration,

Δt₁ - интервал времени между приходом ЭМИ и инфразвука на первую точку регистрации,Δt ₁ is the time interval between the arrival of EMR and infrasound at the first registration point,

Δt₂ - интервал времени между приходом ЭМИ и инфразвука на вторую точку регистрации,Δt ₂ is the time interval between the arrival of EMR and infrasound at the second registration point,

V - уточненная скорость инфразвука на трассах от источника сигналов до точек регистрации.V is the adjusted infrasound speed on the tracks from the signal source to the registration points.

По уточненной скорости инфразвука и интервалу времени между приходом ЭМИ и инфразвука на первую точку регистрации определяется уточненное значение А и уточненное местоположение источника сигналов.The updated speed of infrasound and the time interval between the arrival of EMR and infrasound at the first registration point determines the adjusted value A and the specified location of the signal source.

При появлении помехи, не забивающей весь рабочий диапазон частот, в ПЭВМ 9 по результатам предварительного частотного анализа формируются управляющие сигналы для диапазонов ЭМИ и инфразвука отдельно, которые подаются на пятый, шестой и восьмой ЦАП 41, 43, 56 и через первый, второй и третий формирователи 42, 44, 57 поступают на управляющие входы первого, второго и третьего фильтров 13, 19, 24 диапазона ЭМИ, а также на управляющие входы четвертого, пятого, шестого и седьмого фильтров 28, 30, 49, 51 диапазона инфразвука и вырезают из полосы пропускания участки частот помехи. Структура первого, второго и третьего формирователей 42, 44, 57 зависит от типа управления фильтров, в конкретном случае это сглаживающие звенья с усилителями мощности, если фильтры управляются напряжением. В зависимости от фона и уровня помех по сигналам из ПЭВМ 9 предварительно устанавливаются также уровни срабатывания отдельно для первого, второго, третьего, четвертого и пятого пороговых блоков 15, 21, 26, 31, 52.When there is interference that does not clog the entire operating frequency range, in the PC 9, according to the results of the preliminary frequency analysis, control signals are generated for the EMR and infrasound ranges separately, which are fed to the fifth, sixth and eighth DACs 41, 43, 56 and through the first, second and third shapers 42, 44, 57 are fed to the control inputs of the first, second and third filters 13, 19, 24 of the EMR range, as well as to the control inputs of the fourth, fifth, sixth and seventh filters of the 28, 30, 49, 51 range of infrasound and cut out of the strip transmission sections pilots at interference. The structure of the first, second, and third shapers 42, 44, 57 depends on the type of filter control, in the particular case, these are smoothing links with power amplifiers if the filters are voltage controlled. Depending on the background and the level of interference from the signals from the PC 9, the response levels are also pre-set separately for the first, second, third, fourth and fifth threshold blocks 15, 21, 26, 31, 52.

Требуемые амплитудные и фазовые соотношения сигналов формируются с помощью команд ПЭВМ 9, поступающих на управляющие входы первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого усилителей 12, 14, 18, 20, 23, 25, 27, 29, 48, 50.The required amplitude and phase ratios of the signals are generated using PC commands 9 received at the control inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth and tenth amplifiers 12, 14, 18, 20, 23, 25, 27 , 29, 48, 50.

Режимы работы устройства могут быть реализованы в разных комбинациях, с использованием отдельного управления для каждого усилителя и фильтра.The operating modes of the device can be implemented in different combinations, using a separate control for each amplifier and filter.

Для контроля усилительно-преобразовательных трактов предусмотрена подача калибровочных сигналов на первую, вторую и третью магнитные антенны 1, 17, 22 от, соответственно, первого, второго и третьего калибраторов 34, 36, 38, управляемых ПЭВМ 9 с помощью первого, второго и третьего ЦАП 33, 35, 37. Калибровка первого и второго микробарометров 2 и 3 осуществляется с помощью четвертого и пятого калибраторов 40, 55. Четвертый и пятый калибраторы 40, 55 являются управляемыми от ПЭВМ 9 источниками импульсного и синусоидального инфразвука, в конкретном случае это усилители мощности с динамическими громкоговорителями. Четвертый и пятый калибраторы 40, 55 установлены на расстоянии нескольких метров от первого и второго микробарометров 2, 3, соответственно, и акустически связаны с последними через окружающую среду. В процессе калибровки определяются амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) первого микробарометра 2 с седьмым усилителем 27 и четвертым фильтром 28, и второго микробарометра 3 с девятым усилителем 48 и шестым фильтром 49, а также скорость инфразвука на текущий момент. Для этого в памяти ПЭВМ 9 хранятся цифровые образы эталонных синусоидальных сигналов и импульсного сигнала, которые из ПЭВМ 9 передаются в четвертый калибратор 40 через четвертый ЦАП 39 и в пятый калибратор 55 через седьмой ЦАП 54. Для снятия АЧХ на первый и второй микробарометры 2, 3 подаются эталонные синусоидальные акустические сигналы с частотами рабочего диапазона первого и второго микробарометров 2, 3, которые преобразуются, усиливаются, фильтруются и через четвертый и пятый АЦП 7, 8 поступают в ПЭВМ 9, где вычисляются АЧХ. Для определения скорости инфразвука на текущий момент ПЭВМ 9 подает эталонный импульсный сигнал на четвертый и пятый калибраторы 40, 55 и одновременно запускает через первый и второй таймеры 45, 58 первый и второй счетчики 47, 60, которые начинают отсчет времени прохождения инфразвуком известных расстояний между четвертым калибратором 40 и первым микробарометром 2 и между пятым калибратором 55 и вторым микробарометром 3. Выходной сигнал первого микробарометра 2 через седьмой усилитель 27, четвертый фильтр 28, а также через восьмой усилитель 29 и пятый фильтр 30 поступает на четвертый пороговый блок 3 Г и первую схему И 32 и останавливает первый счетчик 47. Выходной сигнал второго микробарометра 3 через девятый усилитель 48, шестой фильтр 49, а также через десятый усилитель 50 и седьмой фильтр 51 поступает на пятый пороговый блок 52 и третью схему И 53 и останавливает второй счетчик 60. Полученные значения интервалов времени с выходов первого и второго счетчиков 47, 60 поступают в ПЭВМ 9, где по известным расстояниям между четвертым калибратором 40 и первым микробарометром 2 и между пятым калибратором 55 и вторым микробарометром 3 определяется скорость инфразвука на текущий момент для расчета расстояния до источника сигналов.To control the amplifier-converter paths, calibration signals are provided for the first, second, and third magnetic antennas 1, 17, 22 from, respectively, the first, second, and third calibrators 34, 36, 38, controlled by the PC 9 using the first, second, and third DACs 33, 35, 37. Calibration of the first and second microbarometers 2 and 3 is carried out using the fourth and fifth calibrators 40, 55. The fourth and fifth calibrators 40, 55 are PC-controlled 9 sources of pulse and sinusoidal infrasound, in the particular case this iliteli power with dynamic speakers. The fourth and fifth calibrators 40, 55 are installed at a distance of several meters from the first and second microbarometers 2, 3, respectively, and are acoustically connected to the latter through the environment. In the calibration process, the amplitude-frequency characteristics (AFC) of the first microbarometer 2 with the seventh amplifier 27 and the fourth filter 28 are determined, and the second microbarometer 3 with the ninth amplifier 48 and the sixth filter 49, as well as the current infrasound speed. For this, the PC 9 is stored in the memory digital images of the reference sinusoidal signals and the pulse signal, which are transferred from the PC 9 to the fourth calibrator 40 through the fourth DAC 39 and to the fifth calibrator 55 through the seventh DAC 54. To remove the frequency response for the first and second microbarometers 2, 3 reference sinusoidal acoustic signals are supplied with frequencies of the working range of the first and second microbarometers 2, 3, which are converted, amplified, filtered, and through the fourth and fifth ADCs 7, 8 enter the PC 9, where the frequency response is calculated. To determine the speed of infrasound at the current moment, the PC 9 supplies a reference pulse signal to the fourth and fifth calibrators 40, 55 and simultaneously starts through the first and second timers 45, 58 the first and second counters 47, 60, which begin counting the infrasound time of known distances between the fourth the calibrator 40 and the first microbarometer 2 and between the fifth calibrator 55 and the second microbarometer 3. The output signal of the first microbarometer 2 through the seventh amplifier 27, the fourth filter 28, as well as through the eighth amplifier 29 and the heel the filter 30 enters the fourth threshold unit 3G and the first circuit And 32 and stops the first counter 47. The output signal of the second microbarometer 3 through the ninth amplifier 48, the sixth filter 49, and also through the tenth amplifier 50 and the seventh filter 51 enters the fifth threshold unit 52 and the third circuit And 53 stops the second counter 60. The obtained values of the time intervals from the outputs of the first and second counters 47, 60 go to the PC 9, where according to the known distances between the fourth calibrator 40 and the first microbarometer 2 and between the fifth calibrator 55 and the second microbarometer 3 determines the speed of infrasound at the current moment to calculate the distance to the signal source.

Информация, полученная в процессе работы, привязывается к единому времени с помощью блока 10 системы единого времени (Глонасс), и передается по назначению с помощью блока 11 связи с абонентами.Information obtained in the process of work is tied to a single time using block 10 of a single time system (Glonass), and transmitted to the destination using block 11 communication with subscribers.

Таким образом, предлагаемое устройство для определения направления и дальности до источника сигналов в сравнении с прототипом обеспечивает уменьшение погрешности при использовании на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения и увеличение помехоустойчивости устройства.Thus, the proposed device for determining the direction and distance to the signal source in comparison with the prototype provides a reduction in error when used at a single-point observation point or vehicle, and an increase in the noise immunity of the device.

Источники информацииInformation sources

1. Забытая радиометеорология, В. Поляков, журнал Радио, 2004, номер 7, стр. 29-30, http://detect-ufo.narod.ru/pribor/detect_radio/pelengatr_01.html http://www.chipinfo.ru/literature/radio/200407/p29-30.html1. Forgotten radio meteorology, V. Polyakov, Radio Journal, 2004, No. 7, pp. 29-30, http://detect-ufo.narod.ru/pribor/detect_radio/pelengatr_01.html http: //www.chipinfo. com / literature / radio / 200407 / p29-30.html

2. Электромагнитная акустическая система обнаружения грозовых разрядов,2. Electromagnetic acoustic lightning detection system,

К.В. Вознесенская, А.В. Соловьев, И.С. Гибанов, Д.С. Провоторов, М.В. Чепчугов, А.А. Бочаров, Вестник науки Сибири. Серия Инженерные науки 2012. №5 (6), стр. 70-75, http://sjs.tpu.ru/journal/article/view/510/420, УДК 534.321.8K.V. Voznesenskaya, A.V. Soloviev, I.S. Gibanov, D.S. Provotorov, M.V. Chepchugov, A.A. Bocharov, Bulletin of the science of Siberia. Series Engineering Sciences 2012. No. 5 (6), pp. 70-75, http://sjs.tpu.ru/journal/article/view/510/420, UDC 534.321.8

3. Широкополосное двухкомпонентное приемное антенное устройство (патент РФ №2474014 C1, H01Q 7/04, 2011 г., опубл. 27.01.2013)3. Broadband two-component receiving antenna device (RF patent No. 2474014 C1, H01Q 7/04, 2011, publ. 01.27.2013)

Claims

A device for determining the direction and distance to the signal source, containing the first antenna, the first and second microbarometers, as well as five analog-to-digital converters (ADCs) connected to a personal electronic computer (PC), characterized in that it further comprises a unit of a single system time and a communication unit with subscribers connected to a PC, a first amplifier, a first filter, a second amplifier, a first threshold unit and an OR circuit, a second antenna connected in series, thirds the th amplifier, the second filter, the fourth amplifier and the second threshold block, connected in series with the third antenna, the fifth amplifier, the third filter, the sixth amplifier and the third threshold block, connected in series with the seventh amplifier, the fourth filter, the eighth amplifier, the fifth filter, the fourth threshold block and the first circuit And, the first digital-to-analog converter (DAC) and the first calibrator connected in series, the second DAC and the second calibrator connected in series, the third DAC and the third calibrator connected in series a rotator, a fourth DAC and a fourth calibrator connected in series, a fifth DAC and a first shaper connected in series, a sixth DAC and a second shaper connected in series, a first timer, a second circuit And a first counter, a ninth amplifier, a sixth filter, a tenth amplifier, a seventh connected in series a filter, a fifth threshold block and a third AND circuit connected in series with a seventh DAC and a fifth calibrator in series with an eighth DAC and a third driver, last the second timer, the fourth AND circuit and the second counter, as well as the clock connected to the second inputs of the second and fourth I circuits, the first, second and third antennas are made magnetically and arranged mutually perpendicular to each other, the first, second and third shapers made in the form of a smoothing link with a power amplifier, the first, second, third, fourth and fifth threshold blocks are made with threshold control, the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh filters are made with a By bandwidth, the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth and tenth amplifiers are made with phase and sensitivity controls, the first and second timers are controlled by the output signal duration, the first circuit AND is connected by the second the input to the first timer, and the output is connected to the stop input of the first counter, the third circuit is connected by the second input to the second timer, and the output is connected to the stop input of the second counter, the OR circuit is connected by the second and third inputs, respectively only to the second and third threshold blocks, and the output is connected to the first and second timers, the first antenna is connected to the first amplifier, the first microbarometer is connected to the seventh amplifier by the output, and the input is acoustically connected to the fourth calibrator, the second microbarometer is connected to the ninth amplifier by the output, and the input is acoustically connected to the fifth calibrator, the first driver is connected to the control inputs of the first, second and third filters, the second driver is connected to the control inputs of the fourth and fifth filters trov, the third driver is connected to the control inputs of the sixth and seventh filters, the inputs of the first, second, third, fourth and fifth ADCs are connected to the first, second, third, fourth and sixth filters, respectively, the outputs of the first, second and third calibrators are connected to the first, the second and third antennas, and the inputs of all DACs, the control inputs of all amplifiers, the control inputs of all threshold blocks, the outputs of the first and second counters, the outputs and control inputs of the first and second timers are connected to the SEW .