RU2024034C1 - Radar method of determination of parameters of sea surface and device to implement it - Google Patents

Radar method of determination of parameters of sea surface and device to implement it Download PDF

Info

Publication number
RU2024034C1
RU2024034C1 SU914901015A SU4901015A RU2024034C1 RU 2024034 C1 RU2024034 C1 RU 2024034C1 SU 914901015 A SU914901015 A SU 914901015A SU 4901015 A SU4901015 A SU 4901015A RU 2024034 C1 RU2024034 C1 RU 2024034C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sea surface
parameters
output
sea
input
Prior art date
Application number
SU914901015A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Д.Д. Добровольский
Н.Н. Путяшев
Е.Г. Якубовский
Original Assignee
Якубовский Евгений Георгиевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Якубовский Евгений Георгиевич filed Critical Якубовский Евгений Георгиевич
Priority to SU914901015A priority Critical patent/RU2024034C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2024034C1 publication Critical patent/RU2024034C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio location. SUBSTANCE: radar method of determination of parameters of sea surface includes vertical emission of SHF radio pulses towards sea surface from flying vehicle when flying along line of main run of sea waves at altitude L < λmin/2γ, where λmin is minimum length of sea wave resolved by radar, γ is width of directivity diagram of radar aerial, measurement of speed Vfv and altitude of flight of flying vehicle, power PΣ of transmitter of signals reflected from troughs r1 and crests ρ2 of sea waves, period Ts of signal reflected from sea surface and calculation of parameters of trochoidal approximation of sea surface by formulas:
Figure 00000004
Figure 00000005
, where λ = TsVfv is coefficient of directed action of aerial of radar, λ is length of radar wave. Device to implement this method has aerial 1, aerial switch 2, receiver 3, envelope detector 4, pulse transmitter 5, first indicator 6, first delay element 7, gating unit 8, second delay element 9, first key 10, first storage 11, first averager 12, first differentiator 13, first amplifier-limiter 14, second differentiator 15, second amplifier-limiter 16 former 17 of gating pulse, counting flip-flop 18, second key 19, second storage 20, second averager 21, second indicator 22, third differentiator 23, third amplifier-limiter 24, meter 25 of signal period, fourth differentiator 26, fourth amplifier-limiter 27, altimeter 28, meter 29 of of flying speed of flying vehicle, power meter 30, calculator 31 of parameters of sea surface. EFFECT: increased authenticity of determination of parameters of sea surface. 3 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при определении параметров морской поверхности. The invention relates to radio engineering and can be used in determining the parameters of the sea surface.

Средства (устройства и способы) измерения параметров морской поверхности известны. Смотри, например, способ измерения высоты морских волн, реализуемый с помощью когерентно-импульсного устройства (авт. св. СССР N 662888, кл. G 01 S 9/00). Means (devices and methods) for measuring sea surface parameters are known. See, for example, a method of measuring the height of sea waves, implemented using a coherent pulse device (ed. St. USSR N 662888, class G 01 S 9/00).

Этот способ основан на измерении значений коэффициента вариации квадрата огибающей отраженного радиосигнала. Способ дает относительно точное определение высоты морских волн, однако он не позволяет полностью восстановить форму морской поверхности и его аппаратная реализация достаточно сложна. This method is based on measuring the values of the coefficient of variation of the square of the envelope of the reflected radio signal. The method provides a relatively accurate determination of the height of the sea waves, however, it does not completely restore the shape of the sea surface and its hardware implementation is quite complicated.

Когерентно импульсный радиолокатор для реализации этого способа содержит дополнительно большое количество сложных блоков: когерентный гетеродин, фазовращатель, фазовые детекторы выделения синусной и косинусной квадратурных составляющих, блок выделения напряжения поправки и т.д. A coherently pulsed radar for implementing this method additionally contains a large number of complex blocks: a coherent local oscillator, a phase shifter, phase detectors for sine and cosine quadrature components, a correction voltage isolation block, etc.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ определения параметров морской поверхности, основанный на измерении параметров морской поверхности путем обработки оптических изображений морской поверхности в специальном бассейне со стеклянными стенками [1]. The closest in technical essence to the proposed method is a method for determining the parameters of the sea surface, based on measuring the parameters of the sea surface by processing optical images of the sea surface in a special pool with glass walls [1].

Наиболее близким по технической сущности устройством к предложенному является устройство для осуществления способа, которое содержит установленные на летательном аппарате приемопередающую антенну метрового диапазона, ось диаграммы направленности которой сориентирована вертикально вниз на морскую поверхность, передатчик и приемник с детектором огибающей на выходе, к которому подключено устройство записи сигнала, принятого при отражении от морской поверхности. По записи сигнала после обработки судят о соотношении между когерентной и некогерентной составляющей отраженного от морской поверхности сигнала, а далее по графику для используемой радиоволны определяют высоту морской волны. The closest in technical essence to the device proposed is a device for implementing the method, which contains installed on the aircraft transceiver antenna meter, the axis of the radiation pattern of which is oriented vertically down to the sea surface, a transmitter and a receiver with an envelope detector at the output to which the recording device is connected signal received when reflected from the sea surface. By recording the signal after processing, the ratio between the coherent and incoherent component of the signal reflected from the sea surface is judged, and then the height of the sea wave is determined from the graph for the used radio wave.

Недостатком описанных способа и устройства является длительный процесс получения параметров морской поверхности. The disadvantage of the described method and device is the lengthy process of obtaining parameters of the sea surface.

Целью изобретения является ускорение процесса определения параметров морской поверхности. The aim of the invention is to accelerate the process of determining the parameters of the sea surface.

Это достигается способом определения параметров морской поверхности, включающим определение параметров а и b трохоидальной, аппроксимации морской поверхности вертикальное излучение сверхвысокочастотных радиоимпульсов в сторону морской поверхности с летательного аппарата при полете вдоль линии главного бега морских волн на высоте L<λmin/2γ, где λmin - минимальная разрешаемая радиолокатором длина морской волны, γ - ширина диаграммы направленности антенны радиолокатора, измерение скорости Vла и высоты полета летательного аппарата, мощности передатчика ρΣ и сигналов, отраженных от впадин ρ1 и гребней ρ2 морских волн, периода Тс сигнала, отраженного от морской поверхности, и расчет параметров а и b по формулам: a =

Figure 00000006
Figure 00000007
; b =
Figure 00000008
, где λ=Tc˙ Vла
D - коэффициент направленного действия антенны радиолокатора;
λ - длина волны радиолокатора.This is achieved by the method of determining the parameters of the sea surface, including determining the parameters a and b of the trochoidal approximation of the sea surface, the vertical emission of microwave radio pulses towards the sea surface from the aircraft during flight along the main run of sea waves at an altitude of L <λ min / 2γ, where λ min - minimum resolvable marine radar wavelength, γ - beamwidth radar antenna, measurement of V la speed and altitude of the aircraft flight powerfully ρ Σ ti transmitter and signal reflected from the troughs and crests ρ 1 ρ 2 sea waves of period T with the signal reflected from the sea surface, and the calculation parameters a and b by the formulas: a =
Figure 00000006
Figure 00000007
; b =
Figure 00000008
where λ = T c ˙ V la
D is the directional coefficient of the radar antenna;
λ is the radar wavelength.

Предлагаемый способ использует описание формы морской поверхности трохоидальными волнами. Определение параметров а и b, характеризующих конкретную форму трохоидальных волн, оказывается возможным радиолокационным способом. The proposed method uses a description of the shape of the sea surface by trochoidal waves. The determination of the parameters a and b characterizing the specific shape of the trochoidal waves is possible by a radar method.

Действительно амплитуда рассеянного сигнала в случае идеально проводящей поверхности в дальней зоне вычисляется по формуле, которая при учете главного члена ассимтотического представления функции Грина может быть записана

Figure 00000009
=
Figure 00000010
∫∫e2iky(ζ,η)dζd
Figure 00000011
, (1) где
Figure 00000012
- амплитуда падающей электромагнитной волны:
λ - длина радиоволны:
y(ζ, η) - высота морской поверхности в зависимости от ζ и η координат поверхности.Indeed, the amplitude of the scattered signal in the case of a perfectly conducting surface in the far zone is calculated by the formula, which, taking into account the main term of the asymptotic representation of the Green's function, can be written
Figure 00000009
=
Figure 00000010
∫∫e 2iky (ζ, η) dζd
Figure 00000011
, (1) where
Figure 00000012
- the amplitude of the incident electromagnetic wave:
λ is the length of the radio wave:
y (ζ, η) is the height of the sea surface depending on the ζ and η coordinates of the surface.

Тогда после элементарных преобразований для амплитуды напряженности электромагнитного поля, отраженного от поверхности с "блестящей" точкой (точкой стационарной фазы), получим:

Figure 00000013
=
Figure 00000014
Figure 00000015
, (2) где ση - размер, разрешаемый ДН антенны на морской поверхности вдоль координаты η;
i= 1,2; причем i= 1 соответствует "блестящей" точке, находящейся во впадине морской волны, i=2 - на гребне.Then, after elementary transformations for the amplitude of the electromagnetic field reflected from the surface with a “brilliant” point (stationary phase point), we obtain:
Figure 00000013
=
Figure 00000014
Figure 00000015
, (2) where σ η is the size allowed by the antenna bottom on the sea surface along the coordinate η;
i = 1.2; moreover, i = 1 corresponds to the "brilliant" point located in the trough of the sea wave, i = 2 - on the ridge.

При этом точка ζi определяется из уравнения
yζ Ii) = 0 (3)
Подсчитав мощность Р, попадающую в приемник, и использовав уравнение трохоиды, получим следующие выражения для коэффициентов трохоиды:
a =

Figure 00000016
Figure 00000017
, b =
Figure 00000018

(4) где ρΣ - мощность передатчика;
D - коэффициент направленного действия антенны радиолокатора;
λ - длина волны радиолокатора;
γ - ширина диаграммы направленности антенны радиолокатора;
L - высота полета летательного аппарата;
λ=Tc˙ Vлас период сигнала; Vла - скорость летательного аппарата).Moreover, the point ζ i is determined from the equation
y ζ Ii ) = 0 (3)
After calculating the power P falling into the receiver and using the trochoid equation, we obtain the following expressions for the trochoid coefficients:
a =
Figure 00000016
Figure 00000017
, b =
Figure 00000018

(4) where ρ Σ is the transmitter power;
D is the directional coefficient of the radar antenna;
λ is the radar wavelength;
γ is the width of the radiation pattern of the radar antenna;
L is the flight altitude of the aircraft;
λ = T c ˙ V la (T s signal period; V la - aircraft speed).

При выбранной высоте полета летательного аппарата, обеспечивающей разрешение морских волн, отраженные от морской поверхности сигналы будут иметь периодический характер, отслеживающий периодичность следования морских волн с периодом Тс.At the selected flight altitude of the aircraft, which ensures the resolution of sea waves, the signals reflected from the sea surface will be periodic in nature, tracking the periodicity of sea waves with a period of T s .

При этом отражению от впадин и гребней морских волн будут соответствовать максимумы в записи сигналов. Поэтому при известной скорости летательного аппарата, много большей скорости движения морских волн, по отраженному сигналу может быть определен период сигнала Тс, а следовательно, и длина морской волны.In this case, the reflection from the basins and ridges of the sea waves will correspond to the maxima in the recording of signals. Therefore, at a known speed of the aircraft, much higher speed of movement of sea waves, the signal period T c and, consequently, the length of the sea wave can be determined from the reflected signal.

Высота полета летательного аппарата выбирается, исходя из ширины диаграммы направленности антенны радиолокатора в вертикальной плоскости, проходящей через направление главного бега волн, а также из задаваемой минимальной разрешаемой радиолокатором длины морской волны
L < λmin/2γ (5) где λmin - минимальная разрешаемая радиолокатором длина волны. В предлагаемом устройстве, которое содержит установленные на летательном аппарате последовательно соединенные антенну, антенный переключатель, приемник и детектор огибающей, импульсный передатчик, выход которого подключен к второму входу антенного переключателя, первый индикатор и импульсный передатчик выполнен сверхвысокочастотным, введены последовательно соединенные первый элемент задержки, блок стробирования, второй элемент задержки, первый ключ, первый блок памяти и первый блок усреднения, выход которого подключен к входу первого индикатора, последовательно соединенные первый дифференцирующий блок, первый усилитель-ограничитель, второй дифференцирующий блок, второй усилитель-ограничитель и формирователь строб-импульса, выход которого подключен к управляющему входу блока стробирования, выход детектора огибающей подключен к входам первого элемента задержки и первого дифференцирующего блока, счетный триггер, вход которого подключен к выходу формирователя строб-импульса, последовательно соединенные второй ключ, вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, второй блок памяти, второй блок усреднения и второй индикатор, последовательно соединенные третий дифференцирующий блок, третий усилитель-ограничитель, выход которого подключен к управляющему входу первого блока памяти, и измеритель периода сигнала, последовательно соединенные четвертый дифференцирующий блок и четвертый усилитель-ограничитель, выход которого подключен к управляющему входу второго блока памяти, прямой выход счетного триггера подключен к управляющему входу первого ключа и входу третьего дифференцирующего блока, а инверсный выход - к управляющему входу второго ключа и входу четвертого дифференцирующего блока, высотомер, измеритель скорости движения летательного аппарата, измеритель мощности, вход которого подключен к выходу импульсного передатчика, вычислитель параметров морской поверхности, соответствующие входы которого подключены к выходам измерителя периода сигнала, высотомера, первого и второго блока усреднения, измерителя скорости движения летательного аппарата и измерителя мощности.
The flight altitude of the aircraft is selected based on the width of the radiation pattern of the radar antenna in a vertical plane passing through the direction of the main run of the waves, as well as from the specified minimum radar-permitted sea wave length
L <λ min / 2γ (5) where λ min is the minimum wavelength allowed by the radar. In the proposed device, which comprises aerial, antenna switch, receiver and envelope detector, a pulse transmitter, the output of which is connected to the second input of the antenna switch, a first indicator and a pulse transmitter made by microwave, the first delay element is connected in series, block gating, the second delay element, the first key, the first memory block and the first averaging block, the output of which is connected to the input of the first of the first indicator, the first differentiating unit, the first amplifier-limiter, the second differentiating unit, the second amplifier-limiter and the strobe driver, the output of which is connected to the control input of the strobing unit, the output of the envelope detector is connected to the inputs of the first delay element and the first differentiating unit , a counting trigger, the input of which is connected to the output of the strobe-pulse former, the second key is connected in series, the input of which is connected to the output of the second A delay element, a second memory unit, a second averaging unit and a second indicator, a third differentiating unit connected in series, a third limiter amplifier, the output of which is connected to the control input of the first memory unit, and a signal period meter, a fourth differentiating unit and a fourth limiter amplifier connected in series whose output is connected to the control input of the second memory block, the direct output of the counting trigger is connected to the control input of the first key and the input of the third differentiate its block, and the inverse output is to the control input of the second key and the input of the fourth differentiating block, an altimeter, an aircraft speed meter, a power meter, the input of which is connected to the output of the pulse transmitter, a sea surface parameters calculator, whose corresponding inputs are connected to the outputs of the period meter a signal, an altimeter, a first and second averaging unit, an aircraft speed meter, and a power meter.

Предлагаемое устройство построено на базе импульсной РЛС. Так как для достижения необходимого разрешения элементов морских волн требуются относительно малые высоты полета, то это накладывает ограничения на длительность зондирующих импульсов. Длительность зондирующих импульсов выбирается много меньшей периода морских волн. The proposed device is built on the basis of a pulsed radar. Since relatively small altitudes are required to achieve the required resolution of sea-wave elements, this imposes restrictions on the duration of the probe pulses. The duration of the probe pulses is chosen much shorter than the period of sea waves.

На фиг. 1 приведен график, поясняющий предложенный способ; на фиг. 2 - структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. In FIG. 1 is a graph explaining the proposed method; in FIG. 2 is a structural diagram of a device for implementing the method; in FIG. 3 is a timing diagram explaining the operation of the device.

Устройство для осуществления способа содержит установленные на летательном аппарате последовательно соединенные антенну 1, антенный переключатель 2, приемник 3 и детектор огибающей 4, импульсный передатчик 5, выход которого подключен к второму входу антенного переключателя, первый индикатор 6, причем импульсный выполнен сверхвысокочастот- ным, введены последовательно соединенные первый элемент задержки 7, блок стробирования 8, второй элемент задержки 9, первый ключ 10, первый блок памяти 11 и первый блок усреднения 12, выход которого подключен к входу первого индикатора, последовательно соединенные первый дифференцирующий блок 13, первый усилитель-ограничитель 14, второй дифференцирующий блок 15, второй усилитель-ограничитель 16 и формирователь строб-импульса 17, выход которого подключен к управляющему блоку стробирования, выход детектора огибающей подключен к входам первого элемента задержки и первого дифференцирующего блока, счетный триггер 18, вход которого подключен к выходу формирователя строб-импульса, последовательно соединенные второй ключ 19, вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, второй блок памяти 20, второй блок усреднения 21 и второй индикатор 22, последовательно соединенные третий дифференцирующий блок 23, третий усилитель-ограничитель 24, выход которого подключен к управляющему входу первого блока памяти, и измеритель периода сигнала 25, последовательно соединенные четвертый дифференцирующий блок 26 и четвертый усилитель-ограничитель 27, выход которого подключен к управляющему входу второго блока памяти, прямой выход счетного триггера подключен к управляющему входу первого ключа и входу третьего дифференцирующего блока, а инверсный выход - к управляющему входу второго ключа и входу четвертого дифференцирующего блока, высотомер 28, измеритель скорости движения летательного аппарата 29, измеритель мощности 30, вход которого подключен к выходу импульсного передатчика, вычислитель параметров морской поверхности 31, соответствующие входы которого подключены к выходам измерителя периода сигнала, высотомера, первого и второго блоков усреднения, измерителя скорости движения летательного аппарата и измерителя мощности. The device for implementing the method comprises aerial antenna 1, an antenna switch 2, a receiver 3 and an envelope detector 4, a pulse transmitter 5, the output of which is connected to the second input of the antenna switch, a first indicator 6, and the pulse is made by microwave, installed on the aircraft the first delay element 7, the strobe block 8, the second delay element 9, the first key 10, the first memory block 11 and the first averaging block 12, the output of which is connected in series to the input of the first indicator, the first differentiating unit 13, the first amplifier-limiter 14, the second differentiating unit 15, the second amplifier-limiter 16 and the driver of the strobe pulse 17, the output of which is connected to the strobing control unit, are connected in series with the output of the envelope detector a delay element and a first differentiating unit, a counting trigger 18, the input of which is connected to the output of the strobe-pulse former, the second key 19, the input of which is connected to the output of the second delay element, the second memory unit 20, the second averaging unit 21 and the second indicator 22, connected in series with the third differentiating unit 23, the third amplifier-limiter 24, the output of which is connected to the control input of the first memory unit, and the signal period meter 25, connected in series the fourth differentiating unit 26 and the fourth amplifier-limiter 27, the output of which is connected to the control input of the second memory block, the direct output of the counting trigger is connected to the control input of the first key and the input of the third differentiating unit, and the inverse output is to the control input of the second key and the input of the fourth differentiating unit, altimeter 28, speed meter of the aircraft 29, power meter 30, the input of which is connected to the output of the pulse transmitter, calculator of sea surface parameters 31, corresponding the inputs of which are connected to the outputs of the signal period meter, altimeter, first and second averaging units, aircraft speed meter, and power meter.

Радиолокационный способ определения параметров морской поверхности осуществляют следующим образом. The radar method for determining the parameters of the sea surface is as follows.

Летательный аппарат направляют вдоль направления главного бега волн, причем высоту полета L выбирают, исходя из условия
L< λmin/2γ, (6) где λmin - задаваемая минимальная разрешаемая радиолокатором длина морской волны;
γ - ширина диаграммы направленности антенны 1 радиолокатора
Зондирующие СВЧ-импульсы, вырабатываемые передатчиком 5, через антенный переключатель 2 подают на антенну 1, ось которой сориентирована перпендикулярно к морской поверхности (см. фиг. 1).
The aircraft is directed along the direction of the main wave run, and the flight altitude L is selected based on the condition
L <λ min / 2γ, (6) where λ min is the specified minimum resolved radar wavelength of the sea wave;
γ is the width of the radiation pattern of the antenna 1 of the radar
The probe microwave pulses generated by the transmitter 5, through the antenna switch 2, is fed to the antenna 1, the axis of which is oriented perpendicular to the sea surface (see Fig. 1).

Отраженные от морской поверхности импульсы электромагнитной энергии принимают этой же антенной 1 и через антенный переключатель 2 подают на вход приемника 3 и далее на вход детектора огибающей 4. С выхода детектора огибающей 4 видеосигнал (см. временную диаграмму на фиг. 3, а) подают на вход первого элемента задержки 7 и на вход блока стробирования 8. Временная диаграмма напряжения на выходе первого элемента задержки 7 изображена на фиг. 3. Это напряжение дифференцируют (см. фиг. 3, б) с помощью дифференцирующей схемы 13, подвергают усилению и ограничению (см. фиг. 3, в) с помощью блока 14, опять дифференцируют (см. фиг. 3, г) с помощью второго дифференцирующего блока 15 и из полученной последовательности продифференцированных импульсов выделяют с помощью блока 16 импульсы отрицательной полярности (см. фиг. 3, д), которые используют для запуска формирователя строб-импульса. Прямоугольные импульсы на выходе блока 17 (см. фиг. 3, е) имеют длительность, равную удвоенному времени задержки сигнала в блоке 7, причем середина каждого стробирующего импульса соответствует моменту времени, когда сигнал на выходе элемента задержки 7 достигает максимального значения. Прямоугольные импульсы с выхода блока 17 подают на управляющий вход стробирующего каскада 8. The electromagnetic energy pulses reflected from the sea surface are received by the same antenna 1 and through the antenna switch 2 are fed to the input of the receiver 3 and then to the input of the envelope detector 4. From the output of the envelope detector 4, a video signal (see the time diagram in Fig. 3, a) is fed to the input of the first delay element 7 and the input of the gating unit 8. A timing diagram of the voltage at the output of the first delay element 7 is shown in FIG. 3. This voltage is differentiated (see Fig. 3, b) using a differentiating circuit 13, subjected to amplification and limitation (see Fig. 3, c) using block 14, differentiate again (see Fig. 3, d) c using the second differentiating block 15 and from the obtained sequence of differentiated pulses, using the block 16, pulses of negative polarity are isolated (see Fig. 3, e), which are used to start the strobe-pulse shaper. Rectangular pulses at the output of block 17 (see Fig. 3, e) have a duration equal to twice the delay time of the signal in block 7, and the middle of each gate pulse corresponds to the time when the signal at the output of the delay element 7 reaches its maximum value. Rectangular pulses from the output of block 17 are fed to the control input of the gating stage 8.

Амплитуды импульсов на выходе блока 8 (см. фиг. 3, з) соответствуют максимальным значениям сигнала на выходе элемента задержки 7. The amplitudes of the pulses at the output of block 8 (see Fig. 3, h) correspond to the maximum values of the signal at the output of the delay element 7.

Кроме того, импульсы с выхода формирователя 17 строб-импульса подают на вход триггера 18, на первом и втором выходах которого получают импульсы (см. фиг. 3 к, л), с помощью которых управляют работой первого ключа 10 и второго ключа 19. Импульсы с выхода блока стробирования 13 подают на второй элемент задержки 9, с помощью которого задерживают импульсы на время, требуемое для обеспечения работы блоков 11 и 20. In addition, the pulses from the output of the shaper pulse generator 17 are fed to the input of the trigger 18, the first and second outputs of which receive pulses (see Fig. 3 k, l), with which they control the operation of the first key 10 and the second key 19. Pulses from the output of the gating block 13 serves on the second delay element 9, with which the pulses are delayed for the time required to ensure the operation of blocks 11 and 20.

Сигналы с выхода второго элемента задержки 9 (см. фиг. 3, и) подают на сигнальные входы ключей 10 и 19, с помощью которых разделяют импульсы (см. фиг. 3м, н), соответствующие впадинам и гребням морских волн. С первого и второго выходов триггера 18 импульсы (см. фиг. 3, к, л) подают также на входы третьего и четвертого дифференцирующих блоков 23 и 26. Временные диаграммы импульсов на их выходах показаны на фиг. 3, о, п. Из этих последовательностей импульсов выделяют импульсы положительной полярности (см. фиг. 3, р, с) с помощью четвертого и третьего усилителей-ограничителей 27 и 24. С помощью схем 11 и 20 запоминают амплитуды импульсов на выходах ключей 10 и 19 на время, равное периоду морских волн (см. фиг. 3, т, у). Импульсы с выходов блоков 27 и 24 подают на управляющие входы схем 11 и 20 запоминания перед приходом очередного импульса соответствующего ключа. Эти импульсы служат для сброса напряжения на схемах 11 и 20 запоминания, причем эти импульсы опережают импульсы на выходах ключей 10 и 19 на время, равное времени задержки импульсов во втором элементе задержки 9. The signals from the output of the second delay element 9 (see Fig. 3, and) are fed to the signal inputs of the keys 10 and 19, with which pulses are separated (see Fig. 3m, n) corresponding to the trenches and crests of the sea waves. From the first and second outputs of flip-flop 18, pulses (see Fig. 3, k, l) are also fed to the inputs of the third and fourth differentiating blocks 23 and 26. Timing diagrams of pulses at their outputs are shown in FIG. 3, o, p. Pulses of positive polarity are isolated from these pulse sequences (see Fig. 3, p, c) using the fourth and third limiter amplifiers 27 and 24. Using the circuits 11 and 20, the pulse amplitudes at the outputs of the keys 10 are stored and 19 for a time equal to the period of sea waves (see Fig. 3, t, y). The pulses from the outputs of blocks 27 and 24 are fed to the control inputs of the memory circuits 11 and 20 before the arrival of the next pulse of the corresponding key. These pulses serve to reset the voltage on the memory circuits 11 and 20, and these pulses are ahead of the pulses at the outputs of the keys 10 and 19 by a time equal to the delay time of the pulses in the second delay element 9.

С помощью блока 25 измеряют период сигнала, отраженного от морской поверхности, для чего на вход этого блока 25 подают сигналы с выхода третьего усилителя-ограничителя 24. Using block 25 measure the period of the signal reflected from the sea surface, for which the input of this block 25 serves the signals from the output of the third amplifier-limiter 24.

С выходов блоков 11 и 20 памяти сигналы подают на входы соответственно первого и второго усреднителей 12 и 21, с выходов которых снимают напряжения (см. фиг. 3 ф, х), пропорциональные средним значениям напряженностей электромагнитного поля, отраженного от гребней и впадин морских волн. From the outputs of memory blocks 11 and 20, the signals are fed to the inputs of the first and second averagers 12 and 21, respectively, from the outputs of which the voltages are removed (see Fig. 3 f, x), proportional to the average values of the electromagnetic field reflected from the crests and troughs of sea waves .

С помощью штатных высотомера 28 и измерителя 29 скорости формируют сигналы, соответствующие высоте полета и скорости летательного аппарата. Using a standard altimeter 28 and a speed meter 29, signals are generated corresponding to the flight altitude and aircraft speed.

С помощью измерителя 30 мощности формируют сигнал, соответствующий усредненной импульсной мощности зондирующих импульсов. С выходов блоков 25, 28, 12, 21, 29 и 30 сигналы подают на вычислитель 31 параметров морской поверхности, с помощью которого реализуют вычислительную процедуру, задаваемую формулами (4). Using the power meter 30, a signal is generated corresponding to the average pulse power of the probe pulses. From the outputs of blocks 25, 28, 12, 21, 29, and 30, the signals are fed to a calculator 31 of the sea surface parameters, with the help of which the computational procedure defined by formulas (4) is implemented.

Кроме того, с выходов усреднителей 12, 21 сигналы поступают и на первый, и на второй индикаторы 6 и 21, которые дают информацию о напряжениях на выходах блоков 12, 21 в форме, удобной для восприятия наблюдателем. In addition, from the outputs of the averagers 12, 21, the signals are sent to the first and second indicators 6 and 21, which provide information about the voltages at the outputs of the blocks 12, 21 in a form convenient for the observer to perceive.

Показания этих индикаторов в сочетании с показаниями блоков 25, 28, 29 и 30 позволяют проконтролировать исходные данные для расчета параметров морской поверхности по формулам (4). The readings of these indicators, combined with the readings of blocks 25, 28, 29, and 30, allow us to control the initial data for calculating the parameters of the sea surface using formulas (4).

Предлагаемые способ определения параметров морской поверхности и устройство для его осуществления позволяют, по сравнению с прототипом ускорить процесс определения параметров морской поверхности. The proposed method for determining the parameters of the sea surface and a device for its implementation allow, in comparison with the prototype, to accelerate the process of determining the parameters of the sea surface.

Claims (2)

1. Радиолокационный способ определения параметров морской поверхности, включающий определение параметров a и b трохоидальной аппроксимации морской поверхности, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса определения параметров морской поверхности, вертикально излучают сверхвысокочастотные радиоимпульсы в сторону морской поверхности с летательного аппарата при полете вдоль линии главного бега морских волн на высоте
L < λmin / 2γ ,
где λmin - минимальная разрешаемая радиолокатором длина морской волны;
γ - ширина диаграммы направленности антенны радиолокатора, измеряют скорость vла и высоту полета летательного аппарата, мощности передатчика PΣ и сигналов, отраженных от впадин P1 и гребней R2 морских волн, период Tс сигнала, отраженного от морской поверхности, и рассчитывают параметры a и b по формулам
a =
Figure 00000019
Figure 00000020
;
b =
Figure 00000021
,
где λ = Tc˙VЛА ;
D - коэффициент направленного действия антенны радиолокатора;
λ - длина волны радиолокатора.
1. The radar method for determining the parameters of the sea surface, including determining the parameters a and b of the trochoidal approximation of the sea surface, characterized in that, in order to accelerate the process of determining the parameters of the sea surface, microwave radiation pulses vertically to the sea surface from the aircraft when flying along the main line sea waves
L <λ min / 2γ,
where λ min is the minimum resolved radar wavelength of the sea;
γ is the radar antenna radiation pattern width, the aircraft speed v la and the flight altitude, the transmitter power P Σ and the signals reflected from the basins P 1 and ridges R 2 of the sea waves are measured, the period T from the signal reflected from the sea surface, and the parameters are calculated a and b by the formulas
a =
Figure 00000019
Figure 00000020
;
b =
Figure 00000021
,
where λ = T c ˙V LA ;
D is the directional coefficient of the radar antenna;
λ is the radar wavelength.
2. Устройство для определения парамтеров морской поверхности, включающее установленные на летательном аппарате последовательно соединенные антенну, антенный переключатель, приемник и детектор огибающей, импульсный передатчик, выход которого подключен к второму входу антенного переключателя, первый индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения параметров морской поверхности, импульсный передатчик выполнен сверхвысокочастотным, введены последовательно соединенные первый элемент задержки, блок стробирования, второй элемент задержки, первый ключ, первый блок памяти и первый блок усреднения, выход которого подключен к входу первого индикатора, последовательно соединенные первый дифференцирующий блок, первый усилитель-ограничитель, второй дифференцирующий блок, второй усилитель-ограничитель и формирователь строб-импульса, выход которого подключен к управляющему входу блока стробирования, выход детектора огибающей подключен к входам первого элемента задержки и первого дифференцирующего блока, счетный триггер, вход которого подключен к выходу формирователя строб-импульса, последовательно соединенные второй ключ, вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, второй блок памяти, второй блок усреднения и второй индикатор, последовательно соединенные третий дифференцирующий блок, третий усилитель-ограничитель, выход которого подключен к управляющему входу первого блока памяти, и измеритель периода сигнала, последовательно соединенные четвертый дифференцирующий блок и четвертый усилитель-ограничитель, выход которого подключен к управляющему входу второго блока памяти, прямой выход счетного триггера подключен к управляющему входу первого ключа и входу третьего дифференцирующего блока, а инверсный выход - к управляющему входу второго ключа и входу четвертого дифференцирующего блока, высотомер, измеритель скорости движения летательного аппарата, измеритель мощности, вход которого подключен к выходу импульсного передатчика, вычислитель параметров морской поверхности, соответствующие входы которого подключены к выходам измерителя периода сигнала, высотомера, первого и второго блоков усреднения, измерителя скорости движения летательного аппарата и измерителя мощности. 2. A device for determining the paramaters of the sea surface, including a series-connected antenna, an antenna switch, an envelope detector and detector, a pulse transmitter, the output of which is connected to the second input of the antenna switch, a first indicator, characterized in that, in order to improve accuracy determining the parameters of the sea surface, the pulse transmitter is made by microwave, the first delay element is connected in series, the block is gated I, the second delay element, the first key, the first memory block and the first averaging block, the output of which is connected to the input of the first indicator, the first differentiating unit, the first limiting amplifier, the second differentiating block, the second limiting amplifier and the strobe driver, the output of which is connected to the control input of the gating block, the output of the envelope detector is connected to the inputs of the first delay element and the first differentiating block, a counting trigger, the input of which is connected to the strobe driver, a second key in series with the input connected to the output of the second delay element, a second memory unit, a second averaging unit and a second indicator connected in series with a third differentiating unit, a third limiter amplifier, the output of which is connected to the control input of the first block memory, and a signal period meter, connected in series to the fourth differentiating unit and the fourth amplifier-limiter, the output of which is connected to the control input of the second of the memory block, the direct output of the counting trigger is connected to the control input of the first key and the input of the third differentiating block, and the inverse output is connected to the control input of the second key and the input of the fourth differentiating block, an altimeter, an aircraft speed meter, a power meter, the input of which is connected to the output pulse transmitter, calculator of sea surface parameters, the corresponding inputs of which are connected to the outputs of the signal period meter, altimeter, first and second blocks of the device dneniya, meter aircraft and power meter speed.
SU914901015A 1991-01-11 1991-01-11 Radar method of determination of parameters of sea surface and device to implement it RU2024034C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914901015A RU2024034C1 (en) 1991-01-11 1991-01-11 Radar method of determination of parameters of sea surface and device to implement it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914901015A RU2024034C1 (en) 1991-01-11 1991-01-11 Radar method of determination of parameters of sea surface and device to implement it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2024034C1 true RU2024034C1 (en) 1994-11-30

Family

ID=21554736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914901015A RU2024034C1 (en) 1991-01-11 1991-01-11 Radar method of determination of parameters of sea surface and device to implement it

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2024034C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11015931B2 (en) 2018-05-24 2021-05-25 Airbus Helicopters Method and a device for determining and displaying a flyaway distance for a rotorcraft while taking account of the height of waves

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Шулейкин В.В. Физика моря. М.:Наука, 1968, с.247. *
2. Авторское свидетельство СССР N 169808, кл. G 01S 13/95, 1958. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11015931B2 (en) 2018-05-24 2021-05-25 Airbus Helicopters Method and a device for determining and displaying a flyaway distance for a rotorcraft while taking account of the height of waves
EP3572774B1 (en) * 2018-05-24 2022-12-28 Airbus Helicopters Method and device for determining and displaying a safety distance of a rotorcraft taking into account the height of the waves

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5159343A (en) Range information from signal distortions
CN103616696A (en) Laser imaging radar device and distance measurement method thereof
US11002819B2 (en) Angular resolution of targets using separate radar receivers
RU2384861C1 (en) Disturbance parametre measurement device
RU2626380C1 (en) Selection system of moving targets with measurement of range, radial velocity and direction of motion
RU2024034C1 (en) Radar method of determination of parameters of sea surface and device to implement it
WO2022000332A1 (en) Radar detection method and related device
RU2018873C1 (en) Surface seaway meter
RU2399888C1 (en) Method of measuring level of material in reservoir
CN107272011A (en) Time point discrimination method, time point discriminator circuit system and LDMS
RU2510040C2 (en) Device to determine condition of marine surface
RU2782575C1 (en) System for selection of moving targets with measurement of range, radial velocity and direction of movement in each period of sounding
CN116520343A (en) Laser radar high-precision ranging system
US3268892A (en) Weather radar storm course display
RU2013787C1 (en) Phase method of measurement of range of two aerial targets
US3509566A (en) Method and apparatus for obtaining azimuth and range from a scanning continuous wave radar
RU2018875C1 (en) Device for measuring seaway characteristic
RU2537384C1 (en) Polarisation-modulation method of radar measurement of roll angle of airborne vehicle, and device for its implementation
Kristoffersen et al. Digital coherent processing to enhance moving targets detection in a navigation radar
RU2012903C1 (en) Method of measuring static characteristics of sea-way from board of flying vehicle
JPS6225277A (en) Distance tracking device
RU2178187C2 (en) Method for acquisition of air targets
RU2365941C1 (en) Way of measurement of range to object and device for its realisation
SU1659707A1 (en) Method of determining profiles of sea surfaces
RU2451904C1 (en) Range-finding method