RU2177437C1

RU2177437C1 - System for detection and location of human suffering a distress on water

Info

Publication number: RU2177437C1
Application number: RU2000124884/28A
Authority: RU
Inventors: В.А. Заренков; В.И. Дикарев
Original assignee: Заренков Вячеслав Адамович; Дикарев Виктор Иванович
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2001-12-27

Abstract

FIELD: survival aids, applicable for detection of a human suffering a distress on water and his location. SUBSTANCE: system has a life vest with light sources and transmitters with transmitting antennas located in the chest and back regions, as well as equipment installed on board the helicopter. The helicopter-borne equipment has receiving antennas 23-27, mixers 30-33,40, amplifiers 35-38 of the first intermediate frequency, first and second local oscillators 28 and 29, amplifier 41 of the second intermediate frequency, multipliers 44-47,52,53, narrow-band filters 48-51,54,55, amplitude detector 42, recording unit 43, delay lines 56 and 57, phase detectors 58 and 59, phase-meters 60-63, motor 64, frequency standard assembly 65. EFFECT: enhanced reliability of detection and location of a human suffering a distress on water. 4 dwg

Description

Изобретение относится к спасательным средствам и может быть использовано для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде и определения его местоположения. The invention relates to life-saving appliances and can be used to detect a person in distress on the water and determine his location.

Известны спасательные системы и устройства (авт. свид. СССР N N 385819, 431063, 637298, 765113, 988655, 1348256, 1505840, 1505841, 1588636, 1615054, 1643325, 1664653; патента РФ N N 2000995, 2009956, 2038259, 2043259, 2051838; патенты США NN 3621501, 4889511; патент Великобритании N 1145051; патент Дании N 103118 и другие). Rescue systems and devices are known (author's certificate of the USSR NN 385819, 431063, 637298, 765113, 988655, 1348256, 1505840, 1505841, 1588636, 1615054, 1643325, 1664653; RF patent NN 2000995, 2009956, 2038259, 2043259, 2051838, 2051838, 2051859, 2051859 U.S. NN 3621501, 4889511; UK patent N 1145051; Danish patent N 103118 and others).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является "Спасательный жилет" (авт. свид. N 1664653, В 63 С 9/20, 1985), который и выбран в качестве прототипа. Of the known devices, the closest to the proposed one is the "Life Jacket" (ed. Certificate N 1664653, B 63 C 9/20, 1985), which is chosen as a prototype.

Указанный спасательный жилет, одетый на человека, снабжен источником энергии, кабелями подвода энергии к источникам света, патронами, мембранами, рычагами пневмомагистралью двумя источниками света и обеспечивает обнаружение человека, терпящего бедствие на воде. The specified life jacket, dressed on a person, is equipped with an energy source, cables for supplying energy to light sources, cartridges, membranes, pneumatic arms, two light sources and provides detection of a person in distress on water.

Однако обнаружить источники света в светлое время и в условиях плохой погоды на больших расстояниях затруднительно. However, it is difficult to detect light sources in daylight and in bad weather at long distances.

Технической задачей изобретения является повышение надежности обнаружения и определения местоположения человека, терпящего бедствие на воде, путем использования радиоизлучателя и вертолета. An object of the invention is to increase the reliability of detection and location of a person in distress on the water by using a radio emitter and a helicopter.

Поставленная задача решается тем, что система для обнаружения и определения местоположения человека, терпящего бедствие на воде, включающая спасательный жилет, одетый на человека и содержащий два источника света, один из которых расположен в грудной области спасательного жилета, а другой - в заспинной его области, источник тока, два размыкателя электрической цепи и две сообщающиеся герметичные емкости, каждая из которых отделена от окружающей среды мембраной, при этом одна из герметичных емкостей расположена в грудной области спасательного жилета, а другая - в заспинной его области, мембрана каждой емкости связана с размыкателем электрической цепи соответствующего ей источника света посредством рычага, а оба источника света через размыкатели соединены с источником тока параллельно, снабжена двумя миниатюрными передатчиками с передающими антеннами, один из которых расположен в грудной области спасательного жилета, а другой - в заспинной его области, и аппаратурой, установленной на борту вертолета и состоящей из одного измерительного и четырех пеленгационных каналов, причем измерительный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, первого смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты, шестого смесителя, второй вход которого соединен с выходам второго гетеродина, усилители второй промежуточной частоты, амплитудного детектора и блока регистрации, каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилителя первого промежуточной частоты, перемножителя, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, и узкополосного фильтра, при этом к выходу первого узкополосного фильтра последовательно подключены пятый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, пятый узкополосный фильтр и первый фазометр, к выходу второго узкополосного фильтра последовательно подключены первая линия задержки, первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, и второй фазометр, к выходу третьего узкополосного фильтра последовательно подключены шестой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом четвертого узкополосного фильтра, шестой узкополосный фильтр и третий фазометр, к выходу четвертого узкополосного фильтра последовательно подключены вторая линия задержки, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом четвертого узкополосного фильтра, и четвертый фазометр, вторые входы фазометров соединены с выходом опорного генератора, приемная антенна измерительного канала размещена над втулкой винта вертолета, приемные антенны пеленгационных каналов размещены на концах лопастей несущего винта вертолета, двигатель кинематически связан с винтом вертолета и опорным генератором. The problem is solved in that a system for detecting and determining the location of a person in distress on the water, including a life jacket, dressed on a person and containing two light sources, one of which is located in the chest area of the life jacket, and the other in its back area, a current source, two circuit breakers and two communicating sealed containers, each of which is separated from the environment by a membrane, while one of the sealed containers is located in the chest area of the waistcoat, and the other in its back area, the membrane of each tank is connected to the circuit breaker of the corresponding light source by a lever, and both light sources are connected in parallel with the current source through the breakers, equipped with two miniature transmitters with transmitting antennas, one of which is located in the chest area of the lifejacket, and the other in the back area of it, and equipment installed on board the helicopter and consisting of one measuring and four direction finding channels, p In fact, the measuring channel consists of a series-connected receiving antenna, a first mixer, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, an amplifier of the first intermediate frequency, a sixth mixer, the second input of which is connected to the outputs of the second local oscillator, amplifiers of the second intermediate frequency, amplitude detector and registration unit, each direction-finding channel consists of a series-connected receiving antenna, a mixer, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, an amplifier of the first an intermediate frequency, a multiplier, the second input of which is connected to the output of the amplifier of the second intermediate frequency, and a narrow-band filter, while the fifth multiplier is connected in series to the output of the first narrow-band filter, the second input of which is connected to the output of the second narrow-band filter, the fifth narrow-band filter and the first phase meter, to the output of the second narrow-band filter is connected in series with the first delay line, the first phase detector, the second input of which is connected to the output of the second narrow-band filter RA, and the second phase meter, the sixth multiplier is connected in series to the output of the third narrow-band filter, the second input of which is connected to the output of the fourth narrow-band filter, the sixth narrow-band filter and the third phase meter, the second delay line, the second phase detector, and the second input are connected in series to the output of the fourth narrow-band filter which is connected to the output of the fourth narrow-band filter, and the fourth phase meter, the second inputs of the phase meters are connected to the output of the reference generator, the receiving antenna of the meter The main channel is located above the helicopter rotor hub, the receiving antennas of direction finding channels are located at the ends of the rotor blades of the helicopter, the engine is kinematically connected with the helicopter rotor and the reference generator.

На фиг. 1 схематично изображен спасательный жилет с источниками света 1, 2 и передатчиками 19, 20 с передающими антеннами 21, 22, одетый на человека; на фиг. 2 - то же, разрез. Структурная схема аппаратуры, установленной на вертолете, представлена на фиг. 3. Геометрическая схема расположения приемных антенн на вертолете изображена на фиг. 4. In FIG. 1 schematically depicts a life jacket with light sources 1, 2 and transmitters 19, 20 with transmitting antennas 21, 22, dressed on a person; in FIG. 2 - the same section. The block diagram of the equipment mounted on a helicopter is shown in FIG. 3. The geometric arrangement of the receiving antennas on the helicopter is shown in FIG. 4.

Спасательный жилет, кроме того, состоит из источника 3 энергии, кабелей 4 и 5 подвода энергии к источникам света 1, 2 и передатчиками 19, 20 с передающими антеннами 21, 22, патронов 6 и 7, мембран 8, 9 и связанных с ними рычагов 10 и 11 с контактами 12 и 13, а также герметичной пневмомагистрали 14, связывающей герметичные воздушные полости 15 и 16, Места ввода кабелей 4 и 5 от источника энергии 3 в полости 15 и 16 загерметизированы уплотнительными кольцами 17 и 18. Источник света 1 и передатчик 19, источник света 2 и передатчик 20 подключены параллельно к источнику энергии 3. The life jacket, in addition, consists of an energy source 3, cables 4 and 5 supplying energy to light sources 1, 2 and transmitters 19, 20 with transmitting antennas 21, 22, cartridges 6 and 7, membranes 8, 9 and associated levers 10 and 11 with contacts 12 and 13, as well as a sealed pneumatic line 14 connecting the sealed air cavities 15 and 16, the entry points for cables 4 and 5 from the energy source 3 in the cavity 15 and 16 are sealed with o-rings 17 and 18. The light source 1 and the transmitter 19, the light source 2 and the transmitter 20 are connected in parallel to the power source 3 .

Аппаратура, размещаемая на борту вертолета, содержит измерительный канал и четыре пеленгационных канала. Измерительный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны 23, смесителя 29, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 28, усилителя 34 первой промежуточной частоты, шестого смесителя 40, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 39, усилителя 41 второй промежуточной частоты, амплитудного детектора 42 и блока 43 регистрации. Каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны 24 (25, 26, 27), смесителя 30 (31, 32, 33), второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 28, усилителя 35 (36, 37, 38) первой промежуточной частоты, перемножителя 44 (45, 46, 47), второй вход которого соединен с выходом усилителя 41 второй промежуточной частоты, и узкополосного фильтра 48 (49, 50, 51). К выходу первого узкополосного фильтра 48 последовательно подключены пятый перемножитель 52, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра 49, пятый узкополосный фильтр 54 и первый фазометр 60. К выходу второго узкополосного фильтра 49 последовательно подключены первая линия 56 задержки, первый фазовый детектор 58, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра 49, и второй фазометр 61. К выходу третьего узкополосного фильтра 50 последовательно подключены: шестой перемножитель 53, второй вход которого соединен с выходом четвертого узкополосного фильтра 51, шестой узкополосный фильтр 55 и третий фазометр 62. К выходу четвертого узкополосного фильтра 51 последовательно подключены вторая линия 57 задержки, второй фазовый детектор 59, второй вход которого соединен с выходом четвертого узкополосного фильтра 51, и четвертый фазометр 63. Вторые входы фазометров 60-63 соединены с выходом опорного генератора 65. Приемная антенна 23 измерительного канала размещена над втулкой винта вертолета, приемные антенны 24-27 пеленгационных каналов размещены на концах лопастей несущего винта вертолета, двигатель 64 кинематически связан с винтом вертолета и опорным генератором 65. The equipment placed on board the helicopter contains a measuring channel and four direction finding channels. The measuring channel consists of a series-connected receiving antenna 23, mixer 29, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator 28, amplifier 34 of the first intermediate frequency, sixth mixer 40, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator 39, amplifier 41 of the second intermediate frequency, amplitude detector 42 and registration unit 43. Each direction finding channel consists of a series-connected receiving antenna 24 (25, 26, 27), a mixer 30 (31, 32, 33), the second input of which is connected to the output of the first local oscillator 28, amplifier 35 (36, 37, 38) of the first intermediate frequency , a multiplier 44 (45, 46, 47), the second input of which is connected to the output of the amplifier 41 of the second intermediate frequency, and a narrow-band filter 48 (49, 50, 51). A fifth multiplier 52 is connected to the output of the first narrow-band filter 48, the second input of which is connected to the output of the second narrow-band filter 49, the fifth narrow-band filter 54 and the first phase meter 60. The first delay line 56, the first phase detector 58, are connected in series to the output of the second narrow-band filter 49. the second input of which is connected to the output of the second narrow-band filter 49, and the second phase meter 61. To the output of the third narrow-band filter 50 are connected in series: the sixth multiplier 53, the second input of which connected to the output of the fourth narrow-band filter 51, the sixth narrow-band filter 55 and the third phase meter 62. The second delay line 57, the second phase detector 59, the second input of which is connected to the output of the fourth narrow-band filter 51, and the fourth phase meter 63 are connected to the output of the fourth narrow-band filter 51. The second inputs of the phase meters 60-63 are connected to the output of the reference oscillator 65. A receiving antenna 23 of the measuring channel is located above the hub of the helicopter rotor, receiving antennas 24-27 of direction finding channels are located at the end ah blades of the rotor of the helicopter, the engine 64 is kinematically connected with the rotor of the helicopter and the reference generator 65.

Система работает следующим образом. The system operates as follows.

В положении, показанном на фиг. 1, давление окружающей среды P₂ на мембрану 9 больше, чем атмосферное давление P₁ на мембрану 8. Мембрана 9 находится в поджатом, мембрана 8 в отжатом состоянии. Соответственно рычаг 11 отжимает контакт 13 от источника 2 света и передатчика 22, а рычаг 10 поджимает контакт 12 к источнику 1 света и передатчику 19. Источник 1 света горит, передатчик 19 излучает сигнал бедствия, источник 2 света не горит, передатчик 20 не работает.In the position shown in FIG. 1, the ambient pressure P ₂ on the membrane 9 is greater than the atmospheric pressure P ₁ on the membrane 8. The membrane 9 is in a preloaded position, the membrane 8 is in a depressed state. Accordingly, the lever 11 depresses the contact 13 from the light source 2 and the transmitter 22, and the lever 10 pushes the contact 12 to the light source 1 and the transmitter 19. The light source 1 is on, the transmitter 19 is emitting a distress signal, the light source 2 is off, the transmitter 20 is not working.

Если человек совершает поворот относительно горизонтальной оси на 180^o, то тогда наверху оказываются источник 2 света и передатчик 20 с передающей антенной 22.If a person makes a 180 ^° rotation about the horizontal axis, then the light source 2 and the transmitter 20 with the transmitting antenna 22 are at the top.

Давление среды на мембрану 8 становится больше, чем на мембрану 9, мембрана 8 поджимается, рычаг 10 размыкает контакт 12 с источником 1 света и передатчиком 19 с передающей антенной 21. Цепь разомкнута, источник 1 света гаснет, передатчик 19 выключается. Одновременно воздух из полости 15 перетекает через магистраль 14 в полость 16, мембрана 9 отжимается, рычаг 11 замыкает контакт 13 с источником 2 света и передатчиком 20 с передающей антенной 22. Источник 2 света загорается, а передатчик 20 излучает сигнал бедствия. The pressure of the medium on the membrane 8 becomes greater than on the membrane 9, the membrane 8 is pressed, the lever 10 opens the contact 12 with the light source 1 and the transmitter 19 with the transmitting antenna 21. The circuit is open, the light source 1 goes out, the transmitter 19 is turned off. At the same time, air from the cavity 15 flows through the line 14 into the cavity 16, the membrane 9 is squeezed out, the lever 11 closes the contact 13 with the light source 2 and the transmitter 20 with the transmitting antenna 22. The light source 2 lights up, and the transmitter 20 emits a distress signal.

В ночное время и в хорошую погоду источник света может быть обнаружен визуально на значительном расстоянии. Однако в светлое время и в плохую погоду обнаружить источник света затруднительно. At night and in good weather, the light source can be detected visually at a considerable distance. However, in daylight and in bad weather, it is difficult to detect a light source.

Радиоизлучение является всепогодным и обеспечивает передачу сигнала бедствия на большие расстояния. При этом сигнал бедствия (SOS) излучается периодически с определенным периодом Т_п длительностью Т_с на определенной частоте W_с, которая отводится специально для передачи сигнала бедствия и не занимается для передачи другой информации.Radio emission is weatherproof and provides distress signal transmission over long distances. In this case, the distress signal (SOS) is emitted periodically with a certain period T _{p of} duration T _s at a certain frequency W _s , which is allocated specifically for transmitting a distress signal and is not involved in transmitting other information.

Приемная аппаратура размещается на борту вертолета. Вертолеты в настоящее время применяются для решения широкого круга задач, таких как медико-эвакуационные операции, спасательные работы при ликвидации аварий, поиск потерпевших бедствие, противопожарное патрулирование, контроль автострад с целью пеленгации угнанных транспортных средств, контроль за маршрутом следования специальных машин, перевозящих в пределах населенных пунктов опасные грузы (например, горючие, взрывчатые вещества и т.п.), определение местоположения источников экологического и стихийного бедствий, обеспечение деятельности морских нефтяных промыслов, геологоразведка и другие. Это возможно благодаря их преимуществам по сравнению с самолетами взлетать и садиться на площадки малооборудованные и ограниченные по размерам. Receiving equipment is placed on board the helicopter. Helicopters are currently used to solve a wide range of tasks, such as medical evacuation operations, rescue operations during the liquidation of accidents, search for victims of disaster, fire patrols, control of freeways with the purpose of direction finding stolen vehicles, control of the route of special vehicles carrying within dangerous goods (for example, combustibles, explosives, etc.), determining the location of sources of environmental and natural disasters, ensuring nosti offshore oil fields, exploration and others. This is possible due to their advantages in comparison with airplanes to take off and land on sites of low equipment and limited in size.

Наличие вращающегося винта вертолета может быть использовано для определения направления на источник излучения сигнала бедствия (радиодатчик PD) с помощью устройства, антенны которого расположены на концах лопастей несущего винта. The presence of a rotary rotor of the helicopter can be used to determine the direction of the distress signal to the radiation source (PD radio sensor) using a device whose antennas are located at the ends of the rotor blades.

Измерив углы направления на источник излучения сигнала бедствия α,β и зная высоту h полета вертолета, можно определить местоположение указанного источника (человека, терпящего бедствие на воде). By measuring the angles of direction to the source of the distress signal α, β and knowing the altitude h of the helicopter, you can determine the location of the specified source (a person in distress on water).

Принимаемые сигналы бедствия:
U₁(t) = Vc•Cos[(Wc±ΔW)t+φc];
U₂(t) = Vc•Cos[(Wc±ΔW)t+φc+2πR/λ•Cos(Ω-α)];
U₃(t) = Vc•Cos[(Wc±ΔW)t+φc-2πR/λ•Cos(Ω-α)];
U₄(t) = Vc•Cos[(Wc±ΔW)t+φc+2πR/λ•Cos(Ω-β)];

где V_c, W_c, φc, T_c - амплитуда, частота, начальная фаза и длительность сигналов бедствия;
ΔW - нестабильность несущей частоты сигнала бедствия, обусловленная различными дестабилизирующими факторами;
R - радиус окружности, на которой размещены приемные антенны 24-27;
Ω = 2πF - скорость вращения приемных антенн 24-27 вокруг приемной антенны 23 (скорость вращения винта вертолета);
α - пеленг на источник излучения сигнала бедствия;
β - угол места источника излучения сигнала бедствия, с выходов приемных антенн 23-27 поступают на первые входы смесителей 29-33, на вторые входы которых подается напряжение первого гетеродина 28
Uг₁(t) = Vг₁•Cos(Wг₁t+φг₁).
Знаки "+" и "-" перед величинами 2πR/λ•Cos(Ω-α) и 2πR/λ•Cos(Ω-β) соответствуют диаметрально противоположным расположением антенн 24 и 25, 26 и 27 на концах лопастей несущего винта вертолета относительно приемной антенны 23, размещенной над втулкой винта вертолета. На выходе смесителей 29-33 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 34-38 выделяются напряжения первой промежуточной частоты:
Uпр₁(t) = Vпр₁•Cos[(Wпр₁±ΔW)t+φпр₁];

где Uпр₁=1/2 K₁ U_c Vг₁;
K₁ - коэффициент передачи смесителей;
Uпp₁ = Wс - Wг₁ - первая промежуточная частота;
φпр₁= φc+φг₁.Received distress signals:
U ₁ (t) = Vc • Cos [(Wc ± ΔW) t + φc];
U ₂ (t) = Vc • Cos [(Wc ± ΔW) t + φc + 2πR / λ • Cos (Ω-α)];
U ₃ (t) = Vc • Cos [(Wc ± ΔW) t + φc-2πR / λ • Cos (Ω-α)];
U ₄ (t) = Vc • Cos [(Wc ± ΔW) t + φc + 2πR / λ • Cos (Ω-β)];

where V _c , W _c , φc, T _c - amplitude, frequency, initial phase and duration of distress signals;
ΔW is the instability of the carrier frequency of the distress signal due to various destabilizing factors;
R is the radius of the circle on which the receiving antennas 24-27 are located;
Ω = 2πF is the rotation speed of the receiving antennas 24-27 around the receiving antenna 23 (rotational speed of the helicopter rotor);
α is the bearing to the distress signal source;
β is the elevation angle of the distress signal radiation source, from the outputs of the receiving antennas 23-27 enter the first inputs of the mixers 29-33, the second inputs of which supply voltage to the first local oscillator 28
Ug ₁ (t) = Vg ₁ • Cos (Wg ₁ t + φg ₁ ).
The signs "+" and "-" before the values 2πR / λ • Cos (Ω-α) and 2πR / λ • Cos (Ω-β) correspond to the diametrically opposite arrangement of

antennas

24 and 25, 26 and 27 at the ends of the rotor blades of the helicopter relative to a receiving antenna 23 located above the hub of the helicopter propeller. At the output of the mixers 29-33, voltages of combination frequencies are generated. Amplifiers 34-38 distinguish the voltage of the first intermediate frequency:
Upr ₁ (t) = Vpr ₁ • Cos [(Wpr ₁ ± ΔW) t + φpr ₁ ];

where Upr ₁ = 1/2 K ₁ U _c Vg ₁ ;
K ₁ - gear ratio of the mixers;
Uп ₁ = Wс - Wг ₁ - the first intermediate frequency;
φpr ₁ = φc + φg ₁ .

Напряжение Uпp₁ (t) с выхода усилителя 34 первой промежуточной частоты поступает на первый вход смесителя 40, на второй вход которого подается напряжение второго гетеродина 39.The voltage Uпр ₁ (t) from the output of the amplifier 34 of the first intermediate frequency is supplied to the first input of the mixer 40, the second input of which supplies the voltage of the second local oscillator 39.

Uг₂(t) = Vг₂•Cos(Wг₂t+φг₂).
На выходе смесителя 40 образуются напряжения комбинированных частот. Усилителем 41 выделяется напряжение второй промежуточной частоты.Ug ₂ (t) = Vg ₂ • Cos (Wg ₂ t + φg ₂ ).
At the output of the mixer 40, voltages of combined frequencies are generated. The amplifier 41 is allocated the voltage of the second intermediate frequency.

где Uпp₂ = 1/2 K₁ Vпp₁ Vг₂:
Wпp₂ = Wпp₁ - Wг₂ - вторая промежуточная частота;
φпр₂= φпр₁+φг₂,
которое поступает на второй вход перемножителей 44-47, на первый вход которых подаются напряжения Uпp₂-Uпp₅(t). На выходе перемножителей образуются напряжения:
U₆(t) = V₆•Cos[(Wг₂t+φг₂+2πR/λ•Cos(Ω-α)];
U₇(t) = V₆•Cos[(Wг₂t+φг₂-2πR/λ•Cos(Ω-α)];
U₈(t) = V₆•Cos[(Wг₂t+φг₂+2πR/λ•Cos(Ω-β)];

где V₆ = 1/2 K₂ Vпp₁ Vпp₂;
K₂ - коэффициент передачи перемножителей, которые выделяются узкополосными фильтрами 48-51.

where Upr ₂ = 1/2 K ₁ Vpr ₁ Vg ₂ :
Wpr ₂ = Wpr ₁ - Wg ₂ - the second intermediate frequency;
φpr ₂ = φpr ₁ + φg ₂ ,
which is fed to the second input of multipliers 44-47, the first input of which is supplied with voltage Upr ₂ -Up ₅ (t). At the output of the multipliers, voltages are formed:
U ₆ (t) = V ₆ • Cos [(Wг ₂ t + φг ₂ + 2πR / λ • Cos (Ω-α)];
U ₇ (t) = V ₆ • Cos [(Wг ₂ t + φг ₂ -2πR / λ • Cos (Ω-α)];
U ₈ (t) = V ₆ • Cos [(Wг ₂ t + φг ₂ + 2πR / λ • Cos (Ω-β)];

where V ₆ = 1/2 K ₂ Vpr ₁ Vpr ₂ ;
K ₂ - transmission coefficient of multipliers, which are allocated by narrow-band filters 48-51.

Следовательно, полезная информация об углах α и β переносится на стабильную частоту Wг₂ второго гетеродина 39. Поэтому нестабильность несущей частоты принимаемых сигналов бедствия, вызванная различными дестабилизирующими факторами, не влияет на результат пеленгации, тем самым повышается точность определения местоположения источника радиоизлучений.Consequently, useful information about the angles α and β is transferred to the stable frequency W _{2 of the} second local oscillator 39. Therefore, instability of the carrier frequency of the received distress signals caused by various destabilizing factors does not affect the direction finding result, thereby increasing the accuracy of determining the location of the radio emission source.

Причем величина Δφm = 2πR/λ•,
входящая в состав указанных колебаний и называемая индексом фазовой модуляции, характеризует максимальное значение отклонения фазы вращающихся антенн 24-27 относительно фазы 23. Пеленгатор тем чувствительнее к изменению углов α и β, чем больше относительный размер баз R/λ.Однако с ростом R/λ уменьшаются значения угловых координат α и β, при которых разность фаз превосходит значение 2π, т.е. наступает неоднозначность отсчета.Moreover, the value Δφm = 2πR / λ •,
which is part of these oscillations and is called the phase modulation index, characterizes the maximum phase deviation of the rotating antennas 24-27 relative to phase 23. The direction finder is more sensitive to changes in the angles α and β, the larger the relative size of the bases R / λ. However, with an increase in R / λ the values of the angular coordinates α and β decrease at which the phase difference exceeds the value 2π, i.e. ambiguity of counting occurs.

Следовательно, при R/λ < 1/2 наступает неоднозначность отсчета углов α и β. Устранение указанной неоднозначности путем уменьшения соотношения R/λ обычно себя не оправдывает, так как при этом теряется основное достоинство широкобазовой системы. Кроме того, в диапазоне метровых и особенно дециметровых волн брать малые значения R/

часто не удается из-за конструктивных соображений.Consequently, for R / λ <1/2, ambiguity of the reading of the angles α and β occurs. The elimination of this ambiguity by reducing the R / λ ratio usually does not justify itself, since the main advantage of a wide-base system is lost. In addition, in the range of meter and especially decimeter waves, take small values of R /

often fails due to design considerations.

Напряжение Uпp₆(t) с выхода усилителя 41 второй промежуточной частоты одновременно поступает после детектирования в амплитудном детекторе 42 на вход блока 43 регистрации и тем самым фиксирует обнаружение источника радиоизлучения (человека, терпящего бедствие на воде).The voltage Upr ₆ (t) from the output of the amplifier 41 of the second intermediate frequency is simultaneously fed after being detected in the amplitude detector 42 to the input of the registration unit 43 and thereby detects the detection of a radio emission source (a person in distress on water).

Для повышения точности пеленгации радиодатчика PD в горизонтальной (азимутальной) и вертикальной (угломестной) плоскостях приемные антенны 24 и 25, 26 и 27 располагаются на концах четырех противоположных лопастей несущего винта вертолета. Смещение сигналов от четырех диаметрально противоположных приемных антенн 24 и 25, 26 и 27, находящихся на одинаковом расстоянии R от оси вращения несущего винта, вызывает фазовую модуляцию, которая идентична фазовой модуляции, получаемой с помощью двух приемных антенн, вращающихся по кругу, радиус R₁ которых в два раза больше (R₁ = 2R).To increase the accuracy of direction finding of the PD radio sensor in the horizontal (azimuthal) and vertical (elevation) planes, receiving antennas 24 and 25, 26 and 27 are located at the ends of four opposite rotor blades of the helicopter. The displacement of signals from four diametrically opposite receiving antennas 24 and 25, 26 and 27 located at the same distance R from the rotor axis of the rotor causes phase modulation, which is identical to the phase modulation obtained using two receiving antennas rotating in a circle, radius R ₁ which are twice as many (R ₁ = 2R).

Действительно, на выходе перемножителей 52 и 53 образуются гармонические напряжения:
U₁₀(t) = V₁₀•Cos(Ω-α);
U₁₁(t) = V₁₀•Cos(Ω-β)]; 0 ≤ t ≤ Tc,
где V₁₀ = 1/2 K₂ V₆ ²;
с индексом фазовой модуляции Δφm₁= 2πR₁/λ(R₁= 2R). которые выделяются узкополосными фильтрами 54 и 55 соответственно и поступают на первый вход фазометров 60 и 62, на второй вход которых подается напряжение опорного генератора 65.Indeed, harmonic voltages are generated at the output of multipliers 52 and 53:
U ₁₀ (t) = V ₁₀ • Cos (Ω-α);
U ₁₁ (t) = V ₁₀ • Cos (Ω-β)]; 0 ≤ t ≤ Tc,
where V ₁₀ = 1/2 K ₂ V ₆ ² ;
with the phase modulation index Δφm ₁ = 2πR ₁ / λ (R ₁ = 2R). which are allocated by narrow-band filters 54 and 55, respectively, and are fed to the first input of the phase meters 60 and 62, the second input of which is supplied with the voltage of the reference generator 65.

U₆(t) = V₆•CosΩt.U ₆ (t) = V ₆ • CosΩt.

Фазометры 60 и 62 обеспечивают точное измерение угловых координат α и β
Для устранения возникающей при этом неоднозначности отсчета углов α и β необходимо уменьшить индекс фазовой модуляции без уменьшения отношения R/λ.Phasometers 60 and 62 provide accurate measurement of the angular coordinates α and β
To eliminate the ambiguity in reading the angles α and β, it is necessary to reduce the phase modulation index without reducing the R / λ ratio.

Это достигается использованием двух автокорреляторов, каждый из которых состоит из линии задержки 56 (57) и фазового детектора 58 (59), что эквивалентно уменьшению индекса фазовой до величины Δφm₂= 2πd₁/λ , где d_1. < R.This is achieved by using two autocorrelators, each of which consists of a delay line 56 (57) and a phase detector 58 (59), which is equivalent to a decrease in the phase index to Δφm ₂ = 2πd ₁ / λ, where d _1. <R.

На выходе автокорреляторов образуются напряжения:
U₁₂(t) = V₁₂•Cos(Ω-α);
U₁₃(t) = V₁₂•Cos(Ω-β), 0 ≤ t ≤ Tc,
где V₁₂ = 1/2 К₃ V₆ ²;
К₃ - коэффициент передачи фазовых детекторов;
с индексом фазовой модуляции Δφm₂= 2πd₁/λ, которые поступают на первый вход фазометров 61 и 63, на второй вход которых подается напряжение U₀(t) с выхода опорного генератора 65. Фазометры 61 и 63 обеспечивают однозначное измерение угловых координат α и β. По существу фазометры представляют собой две шкалы измерений. Фазометры 60 и 62 представляют собой точные, но неоднозначные шкалы измерений угловых координат α и β а фазометры 61 и 63 - грубые, но однозначные шкалы измерений угловых координат α и β.At the output of the autocorrelators, voltages are formed:
U ₁₂ (t) = V ₁₂ • Cos (Ω-α);
U ₁₃ (t) = V ₁₂ • Cos (Ω-β), 0 ≤ t ≤ Tc,
where V ₁₂ = 1/2 K ₃ V ₆ ² ;
K ₃ - transfer coefficient of phase detectors;
with the phase modulation index Δφm ₂ = 2πd ₁ / λ, which are fed to the first input of the phase meters 61 and 63, the second input of which is supplied with voltage U ₀ (t) from the output of the reference oscillator 65. Phase meters 61 and 63 provide an unambiguous measurement of the angular coordinates α and β. Essentially phase meters are two measurement scales. Phasometers 60 and 62 are accurate but ambiguous scales for measuring the angular coordinates α and β, and phase meters 61 and 63 are rough but unambiguous scales for measuring the angular coordinates α and β.

Зная высоту h полета вертолета и измерив угловые координаты α и β, можно точно и однозначно определить местонахождение источника излучения сигнала бедствия (человека, терпящего бедствие на воде). Knowing the height h of the helicopter flight and measuring the angular coordinates α and β, it is possible to accurately and unambiguously determine the location of the source of the distress signal (a person in distress on water).

Бортовая аппаратура, установленная на вертолете, инвариантна к нестабильности несущей частоты принимаемых сигналов, так как пеленгация источника излучения сигнала бедствия осуществляется на стабильной частоте Wг₂ второго гетеродина 39. Бортовая аппаратура также инвариантна к виду модуляции принимаемых сигналов, если сигналы бедствия имеют модуляцию (манипуляцию) одного из параметров.The onboard equipment mounted on the helicopter is invariant to instability of the carrier frequency of the received signals, since the direction finding of the distress signal source is carried out at a stable frequency Wg _{2 of the} second local oscillator 39. The onboard equipment is also invariant to the type of modulation of the received signals if the distress signals have modulation (manipulation) one of the parameters.

Таким образом, предлагаемая система обеспечивает повышение надежности обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, и определения его местоположения путем использования радиоизлучателя и вертолета. Для пеленгации источника излучения сигнала бедствия используется дифференциально-фазовый метод, который реализуется на борту вертолета. При этом приемные антенны 24-27 размещаются на концах четырех противоположных лопастей винта вертолета и вращающихся вокруг приемной антенны 23, размещенной над втулкой винта вертолета. Для повышения точности пеленгации радиоизлучателя (радиодатчика) приемные антенны размещаются на диаметрально противоположных концах лопастей винта вертолета. А возникающая при этом неоднозначность пеленгации устраняется автокорреляционной обработкой принимаемых сигналов. Измеряются угловые координаты α и β с помощью четырех фазометров 60 - 63. При этом фазометры 60 и 62 образуют точные, но неоднозначные шкалы измерений угловых координат α и β соответственно, а фазометры 61 и 63 образуют грубые, но однозначные шкалы измерений угловых координат α и β соответственно. Thus, the proposed system provides increased reliability of detecting a person in distress on the water, and determining its location by using a radio emitter and a helicopter. For direction finding of the distress signal radiation source, the differential-phase method is used, which is implemented on board the helicopter. In this case, the receiving antennas 24-27 are located at the ends of four opposite rotor blades of the helicopter and rotating around the receiving antenna 23 located above the hub of the helicopter rotor. To increase the accuracy of direction finding of the radio emitter (radio sensor), the receiving antennas are located at the diametrically opposite ends of the helicopter rotor blades. And the resulting ambiguity in direction finding is eliminated by autocorrelation processing of the received signals. The angular coordinates α and β are measured using four phase meters 60 - 63. In this case, the phase meters 60 and 62 form accurate but ambiguous scales for measuring the angular coordinates α and β, respectively, and the phase meters 61 and 63 form rough but unambiguous scales for measuring the angular coordinates α and β, respectively.

Местоположение источника излучения сигнала бедствия (радиодатчика) осуществляется с использованием измеренных значений азимута α, угла шесть β и высоты h полета вертолета. The location of the distress signal source (radio sensor) is carried out using the measured values of azimuth α, angle six β and height h of the flight of the helicopter.

Claims

A system for detecting and determining the location of a person in distress on the water, including a life jacket, dressed on a person and containing two light sources, one of which is located in the chest area of the life jacket, and the other in the back area, a current source, two electrical breakers chains and two connected tight containers, each of which is separated from the environment by a membrane, while one of the tight containers is located in the chest area of the life jacket, and the other in its back blasts, the membrane of each tank is connected to the circuit breaker of the corresponding light source by means of a lever, and both light sources are connected via parallel circuit breakers to the current source, characterized in that it is equipped with two miniature transmitters with transmitting antennas, one of which is located in the chest area of the rescue vest, and the other in its back area, and equipment installed on board the helicopter and consisting of one measuring and four direction finding channels, and measure The feed channel consists of a series-connected receiving antenna, a first mixer, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, an amplifier of the first intermediate frequency, and a sixth mixer, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, an amplifier of the second intermediate frequency, amplitude detector, and recording unit, each direction finding channel consists of a series-connected receiving antenna, a mixer, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, the amplifier of the first intermediate frequency, multiplier, the second input of which is connected to the output of the amplifier of the second intermediate frequency, and a narrow-band filter, while the fifth multiplier is connected in series to the output of the first narrow-band filter, the second input of which is connected to the output of the second narrow-band filter, the fifth narrow-band filter and the first phase meter, to the output of the second narrow-band filter is connected in series with the first delay line, the first phase detector, the second input of which is connected to the output of the second narrow-band filter, and the second an azometer, the sixth multiplier is connected in series to the output of the third narrow-band filter, the second input of which is connected to the output of the fourth narrow-band filter, the sixth narrow-band filter and the third phase meter; the second delay line, the second phase detector, the second input of which is connected to the output, are connected in series to the output of the fourth narrow-band filter the fourth narrow-band filter, and the fourth phase meter, the second inputs of the phase meters are connected to the output of the reference generator, the receiving antenna of the measuring channel azmeschena over helicopter rotor hub, direction finding antenna receiving channels are arranged at the ends of helicopter rotor blades, the engine is kinematically connected to a helicopter rotor and the reference generator.