RU2085965C1 - Method and device for single-point measurement of distance to lightning discharges - Google Patents
Method and device for single-point measurement of distance to lightning discharges Download PDFInfo
- Publication number
- RU2085965C1 RU2085965C1 RU95103856/09A RU95103856A RU2085965C1 RU 2085965 C1 RU2085965 C1 RU 2085965C1 RU 95103856/09 A RU95103856/09 A RU 95103856/09A RU 95103856 A RU95103856 A RU 95103856A RU 2085965 C1 RU2085965 C1 RU 2085965C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- signal
- input
- output
- electric
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехническим средствам дальнометрии источников электромагнитного излучения, в частности к способам и устройствам пассивной дальнометрии грозовых разрядов облако-земля, и может быть использовано в метеорологии и в гражданской авиации для оперативного наблюдения за грозовой деятельностью на расстояниях 80 300 км. The invention relates to radio-frequency means of long-range electromagnetic radiation sources, in particular to methods and devices for passive long-range lightning discharges of cloud-to-ground, and can be used in meteorology and in civil aviation for operational monitoring of thunderstorm activity at distances of 80 300 km
Известны способ однопунктовой дальнометрии грозовых разрядов и устройство для его осуществления, реализованные в [1] Этот способ основан на использовании зависимости от дальности временной задержки между земным и первым ионосферным лучами электромагнитного сигнала грозового разряда - атмосферика и заключается в том, что принимают вертикальную электрическую компоненту атмосферика, содержащую земной и первый ионосферный лучи, усиливают ее, фильтруют в широкой полосе частот, задерживают по времени, детектируют и, при превышении амплитудой сигнала установленного порогового уровня, отображают на экране индикатора, ось времени которого отградуирована в единицах дальности до грозового разряда, по полученному изображению визуально определяют запаздывание прихода первого ионосферного луча относительно земного луча и таким образом определяют дальность до грозового разряда. The known method of single-point lightning range and a device for its implementation, implemented in [1] This method is based on the use of the dependence on the distance of the time delay between the earth and the first ionospheric rays of the electromagnetic signal of a lightning discharge - the atmosphere and that they accept the vertical electrical component of the atmosphere containing terrestrial and first ionospheric rays, amplify it, filter it in a wide frequency band, delay it in time, detect it and, when amplitudes are exceeded of the signal of the set threshold level, the indicator is displayed on the screen, the time axis of which is graded in units of range to a lightning discharge, the delay in the arrival of the first ionospheric ray relative to the earth beam is visually determined from the received image, and thus the range to a lightning discharge is determined.
Устройство для осуществления этого способа состоит из всенаправленной штыревой электрической антенны, усилителя и широкополосного фильтра, линии задержки, детектора, порогового блока, блока синхронизации, генератора горизонтальной развертки и индикатора дальности. A device for implementing this method consists of an omnidirectional whip electric antenna, an amplifier and a broadband filter, a delay line, a detector, a threshold block, a synchronization block, a horizontal generator and a range indicator.
Недостатками указанного способа и устройства являются как существенная погрешность дальнометрии в случае превышения длительностью грозового разряда интервала времени между моментами прихода земного и ионосферного лучей, при этом ионосферный луч частично перекрывается с земным лучом и определить момент прихода ионосферного луча оказывается невозможным, так и большое время измерения дальности по изображению атмосферика на экране индикатора. The disadvantages of this method and device are both a significant range error in case of a lightning discharge duration exceeding the time interval between the moments of arrival of the earth and ionosphere rays, while the ionosphere beam partially overlaps with the earth ray and it is impossible to determine the moment of arrival of the ionosphere ray, and the long range measurement time by the image of the atmosphere on the indicator screen.
Наиболее близким к заявленному техническим решением, принятым в качестве прототипа, являются способ и устройство однопунктового определения дальности до грозовых разрядов, реализованные в [2] Этот способ основан на использовании зависимости соотношения амплитуд магнитной и электрической компонент атмосферика от дальности до источника и состоит в том, что 1) принимают две горизонтальные, ортогональные магнитные и вертикальную электрическую компоненты атмосферика, 2) магнитные компоненты интегрируют, 3) усиливают все три компоненты, 4) фильтруют их в широкой и одинаковой полосе частот, 5) образуют модуль суммарного магнитного сигнала, 6) определяют амплитуду полученной величины, 7) образуют модуль электрического сигнала, 8) определяют амплитуду полученной величины, 9) сигнал, полученный по п. 6, делят на сигнал, полученный по п. 8, 10) используют полученную при этом величину для определения дальности до грозового разряда, 11) кроме того, сигнал, полученный по п. 5, сравнивают с заранее установленным пороговым уровнем и 12) при превышении порогового уровня вырабатывают короткий импульс, синхронизирующий работу системы. Closest to the claimed technical solution adopted as a prototype is a method and device for single-point determination of the distance to lightning discharges, implemented in [2]. This method is based on the use of the relationship between the amplitude of the magnetic and electrical components of the atmosphere from the distance to the source, and consists in that 1) take two horizontal, orthogonal magnetic and vertical electric components of the atmosphere, 2) integrate the magnetic components, 3) reinforce all three components, 4) they are emitted in a wide and uniform frequency band, 5) they form the module of the total magnetic signal, 6) they determine the amplitude of the obtained value, 7) they form the module of the electric signal, 8) they determine the amplitude of the obtained value, 9) the signal obtained according to
Устройство для осуществления этого способа состоит из двух рамочных магнитных антенн, штыревой электрической антенны, двух интеграторов, трех усилителей, трех широкополосных фильтров, двух квадраторов, сумматора, блока извлечения квадратного корня, блока образования модуля, двух пиковых детекторов, делителя, решающего блока, а также порогового блока, одновибратора и двух ключевых блоков. A device for implementing this method consists of two loop magnetic antennas, a whip electric antenna, two integrators, three amplifiers, three broadband filters, two quadrants, an adder, a square root extractor, a module for forming a module, two peak detectors, a divider, and a decision unit, and also a threshold block, a single vibrator and two key blocks.
Недостатками данного способа и устройства являются малая дальность действия и большая погрешность в оценке дальности, вызванные малым относительным различием амплитуд электрической и магнитной компонент атмосферика на расстояниях, превышающих 100 км. The disadvantages of this method and device are the short range and the large error in estimating the range caused by the small relative difference in the amplitudes of the electric and magnetic components of the atmosphere at distances exceeding 100 km.
Целью настоящего изобретения является увеличение дальности действия и повышение точности определения дальности до грозового разряда в случае, когда длительность грозового разряда превышает интервал времени между моментами прихода земного и первого ионосферного лучей. The aim of the present invention is to increase the range and accuracy of determining the range to a lightning discharge in the case when the duration of a lightning discharge exceeds the time interval between the moments of arrival of the earth and the first ionospheric rays.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе дальнометрии источника атмосферика, включающем прием двух горизонтальных, ортогональных магнитных и вертикальной электрической компонент атмосферика, интегрирование магнитных компонент для компенсации дифференцирующего действия магнитных антенн, усиление всех трех компонент, причем коэффициенты усиления в магнитных каналах устанавливаются одинаковыми, и фильтрацию трех компонент в широкой и одинаковой полосе частот, образование квадратов магнитных компонент и их суммирование для образования квадрата суммарного магнитного сигнала, сравнение его с установленным пороговым уровнем и при первом превышении порога определение момента прихода земного луча, а также синхронизацию работы системы, согласно изобретению атмосферик принимают на интервале времени, включающем земной и первый ионосферный лучи, устанавливают относительные коэффициенты усиления в электрическом и магнитных каналах такими, чтобы обеспечить равенство амплитуд электрической и суммарной магнитной компонент земного луча, образуют квадрат электрического сигнала, образуют разностный сигнал между квадратами суммарной магнитной и электрической компонент атмосферика, обращающийся в нуль на интервале времени, не содержащем ионосферный луч, определяют момент прихода ионосферного луча по моменту первого превышения разностным сигналом второго установленного порогового уровня, определяют интервал времени между моментами прихода земного и ионосферного лучей и используют полученный интервал времени для определения дальности до грозового разряда. This goal is achieved by the fact that in the known method of ranging the source of the atmosphere, including the reception of two horizontal, orthogonal magnetic and vertical electrical components of the atmosphere, the integration of magnetic components to compensate for the differentiating action of the magnetic antennas, the amplification of all three components, and the gain in the magnetic channels are set the same, and filtering three components in a wide and equal frequency band, the formation of squares of magnetic components and their summation In order to form a square of the total magnetic signal, compare it with the set threshold level, and when the threshold is first exceeded, determine the moment of arrival of the earth’s ray, as well as synchronize the operation of the system, according to the invention, the atmospheres are taken over a time interval including the earth and the first ionospheric rays, and the relative amplification factors are established in electric and magnetic channels so as to ensure equal amplitudes of the electric and total magnetic components of the earth's beam, form a quad of an electric signal, a difference signal is formed between the squares of the total magnetic and electrical components of the atmosphere, vanishing on a time interval that does not contain an ionospheric ray, the moment of arrival of the ionospheric ray is determined from the moment the difference signal first exceeds the second set threshold level, the time interval between the moments of arrival of the earth and ionospheric rays and use the obtained time interval to determine the distance to a lightning discharge.
Новым в предложенном способе дальнометрии грозовых разрядов по сравнению с прототипом является установка относительных коэффициентов усиления в электрическом и магнитных каналах такими, чтобы обеспечить равенство амплитуд электрической и суммарной магнитной компонент земного луча атмосферика, образование квадрата электрического сигнала, образование разностного сигнала между квадратами суммарного магнитного и электрического сигналов, равного нулю на интервале времени, не содержащем ионосферный луч, определение по полученному разностному сигналу момента прихода ионосферного луча, измерение интервала времени между моментами прихода земного и ионосферного лучей и его использование для определения дальности до грозового разряда. New in the proposed method of lightning range measurement in comparison with the prototype is the installation of relative amplification factors in the electric and magnetic channels so as to ensure equal amplitudes of the electric and total magnetic components of the Earth’s atmospheric ray, the formation of the square of the electric signal, the formation of the difference signal between the squares of the total magnetic and electric signals equal to zero in the time interval not containing the ionospheric ray, determined by the received time a real signal of the moment of arrival of the ionospheric ray, measuring the time interval between the moments of arrival of the earth and ionospheric rays and its use to determine the distance to a lightning discharge.
Поставленная цель достигается также тем, что в известном устройстве однопунктовой дальнометрии грозовых разрядов, содержащем две горизонтальные, ортогонально ориентированные магнитные и вертикальную электрическую антенны, два интегратора, три усилителя, три широкополосных фильтра, два квадратора, сумматор, решающее устройство, а также пороговый блок, одновибратор и ключевой блок, причем выход первой магнитной антенны соединен последовательно с первым интегратором, первым усилителем, первым фильтром, первым квадратором, первым входом сумматора, пороговым блоком, одновибратором и вторым входом ключевого блока, выход второй магнитной антенны соединен последовательно с вторым интегратором, вторым усилителем, вторым фильтром, вторым квадратором и вторым входом сумматора, а выход электрической антенны соединен последовательно с третьим усилителем и третьим фильтром, согласно изобретению дополнительно введены третий квадратор, блок вычитания, второй пороговый блок и триггер, причем выход сумматора, кроме того, соединен последовательно с первым входом блока вычитания, первым входом ключевого блока, вторым пороговым блоком и вторым входом триггера, выход третьего фильтра соединен последовательно с третьим квадратором и с вторым входом блока вычитания, а выход первого порогового блока соединен, кроме того, последовательно с первым входом триггера и с решающим блоком. This goal is also achieved by the fact that in the known device of single-point lightning ranging, containing two horizontal, orthogonally oriented magnetic and vertical electric antennas, two integrators, three amplifiers, three broadband filters, two quadrators, an adder, a resolver, and a threshold block, a single vibrator and a key unit, and the output of the first magnetic antenna is connected in series with the first integrator, the first amplifier, the first filter, the first quad, the first input the adder, the threshold unit, a single vibrator and the second input of the key unit, the output of the second magnetic antenna is connected in series with the second integrator, the second amplifier, the second filter, the second quadrator and the second input of the adder, and the output of the electric antenna is connected in series with the third amplifier and the third filter, according to the invention additionally introduced a third quadrator, a subtraction block, a second threshold block and a trigger, the output of the adder, in addition, connected in series with the first input of the subtraction block, p the first input of the key block, the second threshold block and the second input of the trigger, the output of the third filter is connected in series with the third quadrator and the second input of the subtraction block, and the output of the first threshold block is connected, in addition, in series with the first trigger input and with the decision block.
Новым в предложенном устройстве по сравнению с прототипом является использование дополнительно третьего квадратора, блока вычитания, второго порогового блока и триггера. New in the proposed device compared to the prototype is the use of an additional third quadrator, a subtraction block, a second threshold block and a trigger.
На фиг. 1 представлены пути распространения земного (0) и ионосферного (1) лучей, а также направления электрических векторов земного Ee и отраженного от ионосферного Ei лучей атмосферика, а также вертикальной составляющей Eiz отраженного от ионосферы луча (магнитные вектора земного и ионосферного лучей направлены перпендикулярно плоскости чертежа); И излучатель, ПП приемный пункт.In FIG. 1 shows the propagation paths of the Earth's (0) and ionospheric (1) rays, as well as the directions of the Earth's electric vectors E e and the atmospheric rays reflected from the ionospheric E i , as well as the vertical component E iz of the reflected beam from the ionosphere (the magnetic vectors of the Earth and ionospheric rays are directed perpendicular to the plane of the drawing); And emitter, PP receiving point.
На фиг. 2 представлена блок-схема устройства однопунктовой дальнометрии, где обозначено: 1 первая магнитная антенна, 2 вторая магнитная антенна, 3 электрическая антенна, 4 первый интегратор, 5 второй интегратор, 6 - первый усилитель, 7 второй усилитель, 8 третий усилитель, 9 первый фильтр, 10 второй фильтр, 11 третий фильтр, 12 первый квадратор, 13 - второй квадратор, 14 третий квадратор, 15 сумматор, 16 блок вычитания, 17 первый пороговый блок, 18 одновибратор, 19 ключевой блок, 20 второй пороговый блок, 21 триггер, 22 решающий блок. In FIG. 2 is a block diagram of a single-point ranging device, where it is indicated: 1 first magnetic antenna, 2 second magnetic antenna, 3 electric antenna, 4 first integrator, 5 second integrator, 6 - first amplifier, 7 second amplifier, 8 third amplifier, 9 first filter , 10 second filter, 11 third filter, 12 first quadrator, 13 - second quadrator, 14 third quadrator, 15 adder, 16 subtraction block, 17 first threshold block, 18 one-shot, 19 key block, 20 second threshold block, 21 trigger, 22 decision block.
Сущность предлагаемого способа основана на лучевом распространении сигнала в волноводном канале земля-ионосфера (фиг. 1), при котором атмосферик описывается как суперпозиция частично перекрывающихся земного и ионосферного лучей [3] и на различии в соотношении электрической и магнитной компонент у земного и ионосферного лучей. The essence of the proposed method is based on the radial signal propagation in the earth-ionosphere waveguide channel (Fig. 1), in which the atmosphere is described as a superposition of partially overlapping earth and ionospheric rays [3] and on the difference in the ratio of the electric and magnetic components of the earth and ionospheric rays.
На расстояниях 80 300 км ортогональные X, Y-магнитные компоненты атмосферика равны соответственно:
где Φ азимутальный угол прихода атмосферика относительно оси Y, He(t), Hi(t) соответственно магнитные компоненты земного и ионосферного лучей, при этом, так как и длина трассы и расстояние от точки отражения до приемного пункта существенно превышают длину волны l, соответствующую максимальной спектральной плотности атмосферика (l < 30 км), отношение электрической и магнитной компонент у земного луча и у ионосферного луча одинаковы и равны 120π [3]
Ee(t)/He(t) = Ei(t)/Hi(t) = 120π, (2)
а отношение вертикальной составляющей электрической компоненты ионосферного луча Eiz(t), остающейся после компенсации горизонтальной составляющей у Ei(t) при отражении от земли и принимаемой электрической антенной, к магнитной компоненте ионосферного луча получаем из геометрического представления (фиг. 1):
Eiz(t)/Hi(t) = 120π•sin(α), (3)
где α угол падения ионосферного луча на землю, определяемый из
tg(α) = L/2h,
где L дальность до источника, h высота нижней отражающей границы ионосферы (днем h 70 км, ночью h 90 км), откуда
При L≅300 км получаем из (2) (4), что относительное различие величин Ee/He и Eiz/Hi превосходит: днем 9% а ночью 14%
Из (1) (4) получаем, что квадраты суммарной магнитной и суммарной электрической компонент атмосферика равны соответственно
а разностный сигнал между квадратами суммарного магнитного и нормированного суммарного электрического сигналов равен
и обращается в нуль на интервале, не содержащем ионосферный луч.At distances of 80,300 km, the orthogonal X, Y-magnetic components of the atmosphere are respectively:
where Φ azimuthal angle of arrival of the atmospheric relative to Y axis, H e (t), H i (t) , respectively, the magnetic component of the terrestrial and ionospheric rays, thus, since both the length of the track and the distance from the reflection point to a reception point essentially exceed l wavelength corresponding to the maximum spectral density of the atmosphere (l <30 km), the ratio of the electric and magnetic components of the earth's beam and the ionospheric beam are the same and equal to 120π [3]
E e (t) / H e (t) = E i (t) / H i (t) = 120π, (2)
and the ratio of the vertical component of the electric component of the ionospheric beam E iz (t), remaining after compensation of the horizontal component of E i (t) when reflected from the ground and the received electric antenna, to the magnetic component of the ionospheric beam is obtained from the geometric representation (Fig. 1):
E iz (t) / H i (t) = 120π • sin (α), (3)
where α is the angle of incidence of the ionospheric beam on the earth, determined from
tg (α) = L / 2h,
where L is the distance to the source, h is the height of the lower reflecting boundary of the ionosphere (day h 70 km, night h 90 km), whence
At L≅300 km, we obtain from (2) (4) that the relative difference between E e / H e and E iz / H i exceeds: by
From (1) (4) we obtain that the squares of the total magnetic and total electric components of the atmosphere are respectively
and the difference signal between the squares of the total magnetic and normalized total electrical signals is
and vanishes on an interval not containing an ionospheric ray.
Определив по разностному сигналу момент прихода ионосферного луча и оценив задержку его прихода τ относительно земного луча, получаем оценку дальности L до источника излучения из геометрического рассмотрения длин трасс распространения земного и ионосферного лучей:
L = 2•h2/(τ•c)-τ•c/2, (6)
где c 3•105 км/с скорость распространения электромагнитного сигнала, τ интервал времени между моментами прихода земного и ионосферного лучей. При этом максимальное время t достигается ночью на минимальной дальности и равно 360 мкс, в предлагаемом устройстве максимальное время T0, допускающее оценку дальности (время включения ключевого блока по второму входу), устанавливается равным 500 мкс.Having determined the moment of arrival of the ionospheric ray from the difference signal and estimating the delay of its arrival τ relative to the terrestrial ray, we obtain an estimate of the distance L to the radiation source from a geometric analysis of the propagation path lengths of the terrestrial and ionospheric rays:
L = 2 • h 2 / (τ • c) -τ • c / 2, (6)
where c 3 • 10 5 km / s the speed of propagation of the electromagnetic signal, τ is the time interval between the moments of arrival of the earth and ionospheric rays. In this case, the maximum time t is reached at night at the minimum range and is equal to 360 μs, in the proposed device, the maximum time T 0 , which allows an estimate of the range (the switching time of the key block at the second input), is set to 500 μs.
Предлагаемый способ дальнометрии включает следующую последовательность операций: а) принимают три компоненты атмосферика, содержащие земной и первый ионосферный лучи, на две горизонтальные, ортогонально ориентированные магнитные антенны 1, 2 и на вертикальную всенаправленную электрическую антенну 3, б) интегрируют сигналы с выходов магнитных антенн в интеграторах 4, 5, в) усиливают все три компоненты сигнала в усилителях 6 8 с коэффициентами усиления, обеспечивающими равенство суммарной магнитной и электрической компонент земного луча, и г) фильтруют их в широкой и одинаковой полосе частот с помощью фильтров 9 11, д) сигналы с выходов фильтров магнитных антенн возводят в квадрат в квадраторах 12, 13 и е) суммируют в сумматоре 15, образуя тем самым квадрат суммарного магнитного сигнала, ж) сравнивают полученный при этом сигнал с заранее установленным пороговым уровнем в первом пороговом блоке 17, 3) при превышении порога вырабатывают короткий импульсный сигнал, который включают триггер 21, и) образуют квадрат электрического сигнала в квадраторе 14, к) образуют в блоке 16 разностный сигнал между квадратами суммарного магнитного и нормированного электрического сигналов, л) пропускают полученный разностный сигнал через ключевой блок 19 и м) сравнивают его с вторым пороговым уровнем во втором пороговом блоке 20, н) при превышении второго порогового уровня выключают триггер 21, п) кроме того, импульсным сигналом с выхода первого порогового блока запускают одновибратор 18, который р) открывает по второму входу ключ 19 на заранее установленный интервал времени, с) сигнал с выхода триггера 21 подают на вход решающего блока 22, где по его длительности определяют расстояние до грозового разряда. The proposed ranging method includes the following sequence of operations: a) receive three atmospheric components containing the earth and the first ionospheric rays into two horizontal, orthogonally oriented
Указанные блоки соединены следующим образом: выход первой магнитной антенны соединен последовательно с первым интегратором, первым усилителем, первым фильтром, первым квадратором, первым входом сумматора, имеющего два входа и один выход, первым входом блока вычитания, имеющего два входа и один выход, первым входом ключевого блока, имеющего два входа и один выход, вторым пороговым блоком и вторым входом триггера, имеющего два входа и один выход, выход второй магнитной антенны соединен последовательно с вторым интегратором, вторым усилителем, вторым фильтром, вторым квадратором и вторым входом сумматора, выход электрической антенны соединен последовательно с третьим усилителем, третьим фильтром, третьим квадратором и вторым входом блока вычитания, выход сумматора соединен, кроме того, последовательно с первым пороговым блоком, первым входом триггера и с решающим блоком, выход первого порогового блока соединен, кроме того, последовательно с одновибратором и с вторым входом ключевого блока. These blocks are connected as follows: the output of the first magnetic antenna is connected in series with the first integrator, the first amplifier, the first filter, the first quad, the first input of the adder having two inputs and one output, the first input of the subtraction unit having two inputs and one output, the first input a key unit having two inputs and one output, a second threshold unit and a second input of a trigger having two inputs and one output, the output of the second magnetic antenna is connected in series with the second integrator, the second amplifier em, the second filter, the second quadrator and the second input of the adder, the output of the electric antenna is connected in series with the third amplifier, the third filter, the third square and the second input of the subtraction unit, the output of the adder is connected in series with the first threshold block, the first trigger input and the deciding unit, the output of the first threshold block is connected, in addition, in series with a single-shot and with the second input of the key block.
В качестве блоков 4 21 используются стандартные блоки на интегральных микросхемах, приведенные в [4]
При реализации предлагаемого способа и устройства дальнометрии устанавливаются:
магнитные антенны 1, 2 ферритовые, изготовленные из полос аморфного ферромагнетика с m 2000, расположенные по сторонам квадрата длиной 60 см, с действующей высотой на частоте 10 кГц 5 мм,
электрическая антенна 1 штыревая, длиной 3 м (действующая высота 1,5 м),
усилители 6, 7 линейные, переменного тока, широкополосные с регулируемым коэффициентом усиления 5000 50000,
усилитель 8 линейный, переменного тока, широкополосный с регулируемым коэффициентом усиления 30 300,
фильтры 9 11 полосовые с полосой пропускания 2 35 кГц,
интервал времени работы одновибратора T0 500 мкс,
диапазон дальностей составляет 80 300 км,
относительная погрешность оценки дальности не превосходит 20%
время дальнометрии источника атмосферика не превосходит 1 мс.As
When implementing the proposed method and device for ranging are installed:
ferrite
1 pin electric antenna, 3 m long (effective height 1.5 m),
one-shot operating time interval T 0 500 μs,
range is 80 300 km,
relative error of range estimation does not exceed 20%
the time range of the atmospheric source does not exceed 1 ms.
Технический результат использования предложенного способа и устройства по сравнению с прототипом состоит в увеличении дальности действия и в повышении точности однопунктовой дальнометрии грозовых разрядов, что может быть использовано в метеорологии и гражданской авиации. The technical result of using the proposed method and device in comparison with the prototype is to increase the range and to improve the accuracy of single-point lightning discharge ranges, which can be used in meteorology and civil aviation.
Литература
1. P.A. Ryan, N. Spitzer. Stormoscope, USA Patent N 4023408, June 1977.Literature
1. PA Ryan, N. Spitzer. Stormoscope, USA Patent N 4023408, June 1977.
2. Lothar H. Runke. USA Patent N 3715660, 06.02.1973. 2. Lothar H. Runke. USA Patent N 3715660, 02/06/1973.
3. И. И. Кононов, И.А. Петренко, В.С. Снегуров. Радиотехнические методы местоопределения грозовых очагов, Гидрометеоиздат, Л. 1986. 3. I.I. Kononov, I.A. Petrenko, V.S. Snegurov. Radio engineering methods for determining thunderstorm foci, Gidrometeoizdat, L. 1986.
4. "Аналоговые цифровые интегральные микросхемы"// под ред. С.В. Якубовского, М. Радио и связь, 1985. 4. "Analog Digital Integrated Circuits" // Ed. S.V. Yakubovsky, M. Radio and communications, 1985.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95103856/09A RU2085965C1 (en) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Method and device for single-point measurement of distance to lightning discharges |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95103856/09A RU2085965C1 (en) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Method and device for single-point measurement of distance to lightning discharges |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95103856A RU95103856A (en) | 1997-01-20 |
| RU2085965C1 true RU2085965C1 (en) | 1997-07-27 |
Family
ID=20165722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95103856/09A RU2085965C1 (en) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | Method and device for single-point measurement of distance to lightning discharges |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2085965C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2562828C1 (en) * | 2014-05-08 | 2015-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determination of direction and distance to signal source |
| RU2620976C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determination of location source of signals |
| RU2631906C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-09-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining location of signal source |
| RU2631907C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-09-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining bearing angle and range to signal source |
-
1995
- 1995-03-16 RU RU95103856/09A patent/RU2085965C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| US, патент, 4023408, кл. G 01 S 13/95, 1977. US, патент, 4672305, кл. G 01 S 13/95, 1987. US, патент, 3715660, кл. G 01 S 13/95, 1973. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2562828C1 (en) * | 2014-05-08 | 2015-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determination of direction and distance to signal source |
| RU2620976C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determination of location source of signals |
| RU2631906C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-09-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining location of signal source |
| RU2631907C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-09-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining bearing angle and range to signal source |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95103856A (en) | 1997-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0161940B1 (en) | Radio direction finding for locating lightening ground strikes | |
| Okada et al. | The measurement of incident and azimuthal angles and the polarization of whistlers at low latitudes | |
| US4222265A (en) | Apparatus for automatically measuring the vertical profile of the temperature in the atmosphere | |
| US4691204A (en) | Radar apparatus | |
| Ohta et al. | ULF/ELF emissions observed in Japan, possibly associated with the Chi-Chi earthquake in Taiwan | |
| RU2529355C2 (en) | Method of determining spatial distribution of ionospheric inhomogeneities | |
| André | The dependence of the relative backscatter cross section of 1‐m density fluctuations in the auroral electrojet on the angle between electron drift and radar wave vector | |
| Leavitt et al. | Initial results from a tracking receiver direction finder for whistler mode signals | |
| Willett et al. | Submicrosecond field variations during the onset of first return strokes in cloud‐to‐ground lightning | |
| RU2085965C1 (en) | Method and device for single-point measurement of distance to lightning discharges | |
| RU2319173C1 (en) | Multi-functional radiolocation station for aircrafts | |
| Stocker et al. | The synthesis of travelling ionospheric disturbance (TID) signatures in HF radar observations using ray tracing | |
| Rafalsky et al. | One-site distance-finding technique for locating lightning discharges | |
| RU2090903C1 (en) | Method of single-point location of source of atmospherics and device for its implementation | |
| GB574933A (en) | Improvements in or relating to radio systems for landing aeroplanes | |
| Oksman et al. | The mean fractional electron density fluctuation amplitude derived from auroral backscatter data | |
| Jain et al. | HF source geolocation using an operational TDoA receiver network: Experimental results | |
| RU2212685C2 (en) | Way of single-point detection of position of thunderstorms | |
| Belyaev et al. | First experiments on generating and receiving artificial ULF (0.3–12 Hz) emissions at a distance of 1500 km | |
| Shvets et al. | Lightning location and estimate of the lower ionosphere effective height using by dispersion properties of tweek atmospherics | |
| RU2184983C2 (en) | Method locating thunderstorms and device for its implementation | |
| RU2552852C1 (en) | Device for determination of direction and distance to signal source | |
| Shimakura et al. | Propagation mechanism of very unusual low-latitude whistlers with additional traces of the earth-ionosphere waveguide propagation effect | |
| Marchuk et al. | Synchronous globally observable ultrashort-period pulses | |
| RU2099747C1 (en) | Process of single-point determination of distance to lightning discharge |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050317 |