RU2276038C1 - System for detection and determination of the position of a man in distress on water - Google Patents
System for detection and determination of the position of a man in distress on water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2276038C1 RU2276038C1 RU2004132982/11A RU2004132982A RU2276038C1 RU 2276038 C1 RU2276038 C1 RU 2276038C1 RU 2004132982/11 A RU2004132982/11 A RU 2004132982/11A RU 2004132982 A RU2004132982 A RU 2004132982A RU 2276038 C1 RU2276038 C1 RU 2276038C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- phase
- narrow
- intermediate frequency
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемая система относится к спасательным средствам и может быть использована для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, и определения его местоположения.The proposed system relates to rescue equipment 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 №№385.819, 431.063, 637.298, 765.113, 988.655, 1.348.819, 1.505.840, 1.505.841, 1.588.636, 1.615.054, 1.643.325, 1.664.653; патенты РФ №№2.000.995, 2.009.956, 2.038.259, 2.043.259, 2.051.838, 2.177.437, 2.226.479; патенты США №№3.621.501, 4.889.511; патент Великобритании №1.145.051; патент Дании №1.031.118 и другие).Rescue systems and devices are known (Autosvid. USSR No. 385.819, 431.063, 637.298, 765.113, 988.655, 1.348.819, 1.505.840, 1.505.841, 1.588.636, 1.615.054, 1.643.325, 1.664.653 ; RF patents Nos. 2,000.995, 2.009.956, 2.038.259, 2.043.259, 2.051.838, 2.177.437, 2.226.479; US patents Nos. 3,621.501, 4.889.511; UK patent No. 1.145. 051; Danish patent No. 1,031.118 and others).
Из известных систем и устройств наиболее близким к предлагаемой является "Система для обнаружения и определения местоположения человека, терпящего бедствие на воде" (патент РФ №2.226.479, В 63 С 9/20, 2002), которая и выбрана в качестве прототипа.Of the known systems and devices closest to the proposed one is the "System for detecting and determining the location of a person in distress on the water" (RF patent No. 2.226.479, B 63
Указанная система использует радиопередатчик, которым снабжен человек, терпящий бедствие на воде, и вертолет, на борту которого установлена аппаратура для пеленгации радиопередатчика и определения его местоположения. При этом бортовая приемопеленгационная аппаратура обеспечивает подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному каналу на частоте ω3, по каналу прямого прохождения на первой промежуточной частоте ωпр1, по комбинационным каналам на частотах ωк1 и ωк2, по интермодуляционным каналам в полосах частот Δωп1 и Δωп2, расположенных "слева" и "справа" от полосы пропускания Δωп приемника.The specified system uses a radio transmitter, which is equipped with a person in distress on the water, and a helicopter, on board which is installed equipment for direction finding of the radio transmitter and determine its location. In this case, the on-board receiving and direction-finding equipment suppresses false signals (interference) received through the mirror channel at a frequency of ω 3 , through a direct channel at the first intermediate frequency ω pr1 , through combinational channels at frequencies ω k1 and ω k2 , through intermodulation channels in frequency bands Δω p1 and Δω p2 located "left" and "right" of the passband Δω p of the receiver.
Следует отметить, что преобразование по зеркальному каналу приема происходит с тем же коэффициентом преобразования Кпр, что и по основному каналу. Поэтому он наиболее существенно влияет на избирательность и помехоустойчивость бортового приемопеленгатора.It should be noted that the conversion on the mirror channel of the reception occurs with the same conversion coefficient K ol as on the main channel. Therefore, it most significantly affects the selectivity and noise immunity of the onboard direction finder.
Подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному каналу на частоте ω3, в бортовом приемопеленгаторе основано на использовании двух каналов приема, в которых сигналы преобразуются в более низкую одинаковую для обоих каналов первую промежуточную частоту ωпр1, усиливаются, а затем суммируются. Причем в одном из каналов принимаемый сигнал сдвигается по фазе на 90° как на высокой частоте, так и на первой промежуточной частоте. Это приводит к тому, что ложные сигналы (помехи), принимаемые по зеркальному каналу на частоте ω3, на выходе сумматора 64 оказываются в противофазе и компенсируются.The suppression of false signals (interference) received via the mirror channel at a frequency of ω 3 in the on-board direction finder is based on the use of two reception channels in which the signals are converted to the lower first intermediate frequency ω pr1 , which is the same for both channels, amplified, and then summed. Moreover, in one of the channels, the received signal is phase shifted by 90 ° both at the high frequency and at the first intermediate frequency. This leads to the fact that false signals (interference) received on the mirror channel at a frequency of ω 3 at the output of the
Однако полное подавление указанных ложных сигналов (помех) возможно только при идентичности приемных каналов. Реальные усилители первой промежуточной частоты и другие элементы, входящие в состав каналов, имеют отличающиеся характеристики.However, the complete suppression of these false signals (interference) is possible only with the identity of the receiving channels. Real amplifiers of the first intermediate frequency and other elements that are part of the channels have different characteristics.
Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости бортового приемопеленгатора путем полного подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному каналу на частоте ω3, за счет устранения неидентичности приемных каналов.An object of the invention is to increase the noise immunity of the airborne direction finder by completely suppressing false signals (interference) received on the mirror channel at a frequency of ω 3 by eliminating the non-identity of the receiving channels.
Поставленная задача решается тем, что система для обнаружения и определения местоположения человека, терпящего бедствие на воде, включающая спасательный жилет, надетый на человека и содержащий два источника света, один из которых расположен в грудной области спасательного жилета, а другой - в заспинной его области, два миниатюрных передатчика с передающими антеннами, один из которых расположен в грудной области спасательного жилета, а другой - в заспинной его области, источник тока, два размыкателя электрической цепи, два размыкателя электрической цепи, две сообщающиеся герметичные емкости, каждая из которых отделена от окружающей среды мембраной, при этом одна из герметичных емкостей расположены 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 и передатчики через размыкатели соединены с источником тока параллельно, и аппаратуру, установленную на борту вертолета и состоящую из одного измерительного и двух пеленгационных каналов, при этом измерительный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, четвертого узкополосного фильтра, первого фазоинвертора, первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, первого полосового фильтра, второго фазоинвертора, второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, второго полосового фильтра, третьего фазоинвертора, третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, и первого смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина, последовательно подключенных к второму выходу первого гетеродина первого фазовращателя на 90° и второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, последовательно включенных четвертого усилителя первой промежуточной частоты, второго фазовращателя на 90°, четвертого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя первой промежуточной частоты, четвертого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, пятого узкополосного фильтра, второго амплитудного детектора, ключа, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, четвертого смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, усилителя второй промежуточной частоты, первого амплитудного детектора и блока регистрации, каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина, усилителя первой 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 третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, третий узкополосный фильтр и первый фазометр, к выходу второго узкополосного фильтра последовательно подключены линия задержки, первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, и второй 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 кинетически связан с винтом вертолета и опорным генератором, снабжена калибратором, двумя регулируемыми фазовращателями, двумя инверсными усилителями, двумя фильтрами нижних частот, шестым и седьмым узкополосными фильтрами, третьим и четвертым амплитудными детекторами, вычитателем и вторым фазовым детектором, причем к выходу первого усилителя первой промежуточной частоты последовательно подключены шестой узкополосный фильтр, третий амплитудный детектор, вычитатель, первый фильтр нижних частот и первый инверсный усилитель, два выхода которого соединены с вторыми входами первого и четвертого усилителей первой промежуточной частоты соответственно, к выходу четвертого усилителя первой промежуточной частоты последовательно подключены седьмой узкополосный фильтр и четвертый амплитудный детектор, выход которого соединен с вторым входом вычитателя, к выходу шестого узкополосного фильтра последовательно подключены второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом седьмого узкополосного фильтра, второй фильтр нижних частот и второй инверсный усилитель, два выхода которого соединены с третьими входами регулируемых фазовращателей соответственно, вторые входы которых соединены с выходом калибратора, первый вход первого регулируемого фазовращателя соединен с выходом первого смесителя, а выход подключен к входу первого усилителя первой промежуточной частоты, первый вход второго регулируемого фазовращателя соединен с выходом пятого смесителя, а выход подключен к входу четвертого усилителя первой промежуточной частоты.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 worn by 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, two miniature transmitters with transmitting antennas, 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, two elec tertiary circuit, two communicating sealed containers, each of which is separated from the environment by a membrane, with one of the sealed containers located in the chest area of the life jacket and the other in its back region, the membrane of each container is connected to the circuit breaker of the corresponding light source by means of a lever, and both light sources and transmitters through switches are connected in parallel with the current source, and the equipment installed on board the helicopter and consisting of one measuring two direction finding channels, while the measuring channel consists of a series-connected receiving antenna, a fourth narrow-band filter, a first phase inverter, a first adder, the second input of which is connected to the output of a receiving antenna, a first band-pass filter, a second phase inverter, a second adder, the second input of which is connected to the output the first adder, the second bandpass filter, the third phase inverter, the third adder, the second input of which is connected to the output of the second adder, and the first mixer, the second in One of which is connected to the first output of the first local oscillator, connected in series to the second output of the first local oscillator of the first phase shifter 90 ° and the second mixer, the second input of which is connected to the output of the third adder, the fourth amplifier of the first intermediate frequency, the second phase shifter 90 °, the fourth adder the second input of which is connected to the output of the first amplifier of the first intermediate frequency, the fourth multiplier, the second input of which is connected to the output of the third adder, p a low-pass filter, a second amplitude detector, a key, the second input of which is connected to the output of the fourth adder, the fourth mixer, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, the amplifier of the second intermediate frequency, the first amplitude detector and the recording unit, each direction-finding channel consists of series-connected a receiving antenna, a mixer, the second input of which is connected to the first output of the first local oscillator, an amplifier of the first intermediate frequency, a multiplier, the second input of which It is connected to the output of the amplifier of the second intermediate frequency, and a narrow-band filter, while the third 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 third narrow-band filter and the first phase meter, the line is connected in series to the output of the second narrow-band filter delays, the first phase detector, the second input of which is connected to the output of the second narrow-band filter, and the second phase meter, the second inputs of the phase meters are connected to during the course of the reference generator, the receiving antenna of the measuring channel is located above the rotor hub of the helicopter, the receiving antennas of direction finding channels are located at the ends of the rotor blades of the helicopter, the engine is kinetically connected to the helicopter rotor and the reference generator, equipped with a calibrator, two adjustable phase shifters, two inverse amplifiers, two lower filters frequencies, the sixth and seventh narrow-band filters, the third and fourth amplitude detectors, a subtractor and a second phase detector, and to the output the sixth narrow-band filter, the third amplitude detector, the subtracter, the first low-pass filter and the first inverse amplifier, the two outputs of which are connected to the second inputs of the first and fourth amplifiers of the first intermediate frequency, respectively, are connected in series to the output of the fourth amplifier of the first intermediate frequency in series the seventh narrow-band filter and the fourth amplitude detector, the output of which is connected to the second input of the subtractor, are connected to the output at the sixth narrow-band filter, a second phase detector is connected in series, the second input of which is connected to the output of the seventh narrow-band filter, the second low-pass filter and the second inverse amplifier, the two outputs of which are connected to the third inputs of the adjustable phase shifters, respectively, the second inputs of which are connected to the output of the calibrator, the first input the first adjustable phase shifter is connected to the output of the first mixer, and the output is connected to the input of the first amplifier of the first intermediate frequency, the first input is A third adjustable phase shifter is connected to the output of the fifth mixer, and the output is connected to the input of the fourth amplifier of the first intermediate frequency.
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 борту вертолета, представлена на фиг.3. Геометрическая схема расположения приемных антенн на вертолете изображена на фиг.4. Частотная диаграмма, поясняющая процесс образования дополнительных (зеркального и комбинационных) каналов приема, представлена на фиг.5. Примеры образования интермодуляционных помех показаны на фиг.6 и 7.Figure 1 schematically shows a life jacket with
Спасательный жилет, кроме того, содержит источник 3 энергии, кабели 4 и 5 подвода энергии к источникам света 1, 2 и передатчикам 19, 20, патроны 6, 7, мембраны 8,9 и связанные с ними рычаги 10, 11 с контактами 12, 13, а также герметичную пневмомагестраль 14, связывающую герметичные воздушные полости 15, 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 also contains an
Аппаратура, размещаемая на борту вертолета, содержит один измерительный и два пеленгационных канала.The equipment placed on board the helicopter contains one measuring and two direction finding channels.
Измерительный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны 23, четвертого узкополосного фильтра 51, первого фазоинвертора 52, первого сумматора 53, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны 23, первого полосового фильтра 54, второго фазоинвертора 55, второго сумматора 56, второй вход которого соединен с выходом сумматора 53, второго полосового фильтра 57, третьего фазоинвертора 58, третьего сумматора 59, второй вход которого соединен с выходом сумматора 56, первого смесителя 29, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина 28, первого регулируемого фазовращателя 70, второй вход которого соединен с выходом калибратора 69, первого усилителя 34 первой промежуточной частоты, четвертого сумматора 64, четвертого перемножителя 65, второй вход которого соединен с выходом сумматора 59, пятого узкополосного фильтра 66, второго амплитудного детектора 67, ключа 68, второй вход которого соединен с выходом сумматора 64, четвертого смесителя 40, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 39, усилителя 41 второй промежуточной частоты, первого амплитудного детектора 42 и блока 43 регистрации. К второму выходу первого гетеродина 28 последовательно подключены первый фазовращатель 60 на 90°, пятый смеситель 61, второй вход которого соединен с выходом сумматора 59, второй регулируемый фазовращатель 71, второй вход которого соединен с выходом калибратора 69, четвертый усилитель 62 первой промежуточной частоты и второй фазовращатель 63 на 90°, выход которого соединен с вторым входом сумматора 64. К выходу усилителя 34 первой промежуточной частоты последовательно подключены шестой узкополосный фильтр 72, третий амплитудный детектор 74, вычитатель 76, первый фильтр 77 низких частот и первый инверсный усилитель 78, два выхода которого соединены с вторыми входами усилителей 34 и 62 первой промежуточной частоты соответственно. К выходу усилителя 62 первой промежуточной частоты последовательно подключены седьмой узкополосный фильтр 73 и четвертый амплитудный детектор 75, выход которого соединен с вторым входом вычитателя 76. К выходу узкополосного фильтра 72 последовательно подключены второй фазовый детектор 79, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 73, второй фильтр 80 нижних частот и второй инверсный усилитель 81, два выхода которого соединены с третьими входами регулируемых фазовращателей 70 и 71 соответственно.The measuring channel consists of a series-connected
Каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны 24 (25), смесителя 26 (27), второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина 28, усилителя 30 (31) первой промежуточной частоты, перемножителя 32 (33), второй вход которого соединен с выходом усилителя 41 второй промежуточной частоты, и узкополосного фильтра 35 (36). К выходу первого узкополосного фильтра 35 последовательно подключены третий перемножитель 37, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра 36, третий узкополосный фильтр 44 и первый фазометр 46, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора 49. К выходу второго узкополосного фильтра 36 последовательно подключены линия 38 задержки, первый фазовый детектор 45, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 36. И второй фазометр 47, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора 49. К выходу узкополосного фильтра 44 последовательно подключены измеритель 50 частоты и арифметический блок 82, выход которого подключен к второму входу блока 43 регистрации.Each direction finding channel consists of a series-connected receiving antenna 24 (25), a mixer 26 (27), the second input of which is connected to the first output of the first
Приемная антенна 23 измерительного канала размещена над втулкой винта вертолета, приемные антенны 24 и 25 пеленгационных каналов размещены на концах лопастей несущего винта вертолета. Двигатель 48 кинематически связан с винтом вертолета и опорным генератором 49.A receiving
Система работает следующим образом.The system operates as follows.
В положении, показанном на фиг.2, давление окружающей среды Р2 на мембрану 9 больше, чем атмосферное давление P1 на мембрану 8. Мембрана 9 находится в поджатом, а 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 загорается, передатчик 19 излучает сигнал бедствия, источник 2 света не горит, передатчик 20 не работает.In the position shown in FIG. 2, the ambient pressure P 2 on the
Если человек совершает поворот относительно горизонтальной оси на 180°,то тогда наверху оказывается источник 2 света и передатчик 20 с передающей антенной 22. Давление среды на мембрану 8 становиться больше, чем на мембрану 9, мембрана 8 поджимает рычаг 10, размыкает контакт 12 и источником 1 света и передатчиком 19. Цепь размыкается, 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. Источник 2 света загорается, а передатчик 20 излучает сигнал бедствия.If a person makes a 180 ° rotation about the horizontal axis, then the
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 Тп и длительностью Тс на определенной частоте ωс, 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 and duration T s at a certain frequency ω s , which is allocated specifically for transmitting a distress signal and is not involved in transmitting other information.
Приемная аппаратура размещается на борту вертолета. Наличие вращающегося винта вертолета может быть использовано для определения направления на источник излучения сигнала бедствия (радиодатчик РД) с помощью устройства, антенны которого расположены на концах лопастей несущего винта.Receiving equipment is placed on board the helicopter. The presence of a rotary rotor of the helicopter can be used to determine the direction of the distress signal to the radiation source (RD sensor) using a device whose antennas are located at the ends of the rotor blades.
Принимаемые сигналы бедствия, например, с фазовой манипуляцией (ФМн):Received distress signals, for example, with phase shift keying (PSK):
где Uс, ωс, φс, Tс - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала бедствия;where U s , ω s , φ s , T s - amplitude, carrier frequency, initial phase and duration of the distress signal;
±Δω - нестабильность несущей частоты сигнала, обусловленная различными дестабилизирующими факторами;± Δω - instability of the carrier frequency of the signal due to various destabilizing factors;
R - радиус окружности, на котором размещены приемные антенны 24 и 25;R is the radius of the circle on which the receiving
Ω=2πR - скорость вращения приемных антенн 24 и 25 вокруг приемной антенны 23 (скорость вращения винта вертолета); Ω = 2πR — rotation speed of receiving
α - пеленг (азимут) на источник излучения сигнала бедствия;α - bearing (azimuth) to the source of the distress signal;
φr(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем φr(t)=const при kτэ<t<(k+1)τэ и может изменяться скачком при t=kτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (k=1,2,...,N-1);φ r (t) = {0, π} is the manipulated phase component that displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M (t), and φ r (t) = const for kτ e <t <(k + 1) τ e and can change abruptly at t = kτ e , i.e. at the boundaries between elementary premises (k = 1,2, ..., N-1);
τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Тc(Тc=N·τэ);τ e , N - the duration and number of chips that make up a signal of duration T c (T c = N · τ e );
с выходов приемных антенн 23, 24 и 25 поступают на первые входы смесителей 29, 61, 26 и 27, на вторые входы которых подаются напряжения первого гетеродина 28:from the outputs of the
В этом случае работает только одно плечо сумматоров 53, 56 и 59. На выходе смесителей образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 34, 62, 30 и 31 выделяются напряжения первой промежуточной частоты:In this case, only one arm of the
где Where
ωпр1=ωc-ωг1 - первая промежуточная частота;ω pr1 = ω c -ω g1 is the first intermediate frequency;
φпр1=φс1-φг1; φпр2=φc2-φг1;φ pr1 = φ c1 -φ g1 ; φ pr2 = φ c2 -φ g1 ;
К1, K2 - коэффициенты передачи первого и второго приемных каналов;To 1 , K 2 - transmission coefficients of the first and second receiving channels;
φс1, φс2 - начальные фазы сигналов, прошедшие первый и второй приемные каналы.φ c1 , φ c2 - the initial phases of the signals that have passed the first and second receiving channels.
Напряжение Uпр2(t) с выхода усилителя 62 первой промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 63 на 90°, на выходе которого образуется напряжение:The voltage U CR2 (t) from the output of the
Напряжения uпр1 и uпр5 поступают на два входа сумматора 64, на выходе которого образуется суммарное напряжениеVoltages u pr1 and u pr5 are fed to two inputs of the
где .Where .
Это напряжение подается на первый вход перемножителя 65, на второй вход которого поступает принимаемый сигнал u1(t) с выхода сумматора 59. На выходе перемножителя 65 образуется гармоническое напряжениеThis voltage is applied to the first input of the
где Where
К3 - коэффициент передачи перемножителя.K 3 - transfer coefficient of the multiplier.
Частота настройки ωн1 узкополосного фильтра 51 выбрана равной первой промежуточной частоте ωпр1 The tuning frequency ω n1 of the narrow-
Частота настройки ωн2 узкополосного фильтра 66 выбрана равной частоте ωг1 первого гетеродина 28 (фиг.5):The tuning frequency ω n2 of the narrow-
Частота настройки ωн3 и полоса пропускания Δωп1 полосового фильтра 54 выбраны равными (фиг.6):The tuning frequency ω n3 and the passband Δ ωп1 of the band-
где ω1, ω2 - граничные частоты двух возможных мощных сигналов, появление которых в полосе частот Δωп1, расположенной "слева" от полосы пропускания Δωп приемника, приведет к образованию интермодуляционных помех.where ω 1 , ω 2 are the boundary frequencies of two possible powerful signals, the appearance of which in the frequency band Δω p1 , located "to the left" of the passband Δω p of the receiver, will lead to the formation of intermodulation interference.
Частота настройки ωн4 и полоса пропускания Δωп2 полосового фильтра 57 выбраны равными (фиг.7): H4 tuning frequency ω and Δω n2
где ω3, ω4 - граничные частоты двух возможных мощных сигналов, появление которых в полосе частот Δωп2, расположенной "справа" от полосы пропускания Δωп приемника, приведет к образованию интермодуляционных помех.where ω 3 , ω 4 are the boundary frequencies of two possible powerful signals, the appearance of which in the frequency band Δω p2 , located "to the right" of the passband Δω p of the receiver, will lead to the formation of intermodulation interference.
Так как частота настройки ωн2 узкополосного фильтра 66 выбрана равной частоте ωг1 первого гетеродина 28 (ωн2=ωг1), то напряжение u4(t) выделяется узкополосным фильтром 66, детектируется амплитудным детектором 67 и поступает на управляющий вход ключа 68, открывая его. Ключ 68 в исходном состоянии всегда закрыт. При этом суммарное напряжение u∑1(t) через открытый ключ 68 с выхода сумматора 64 поступает на первый вход смесителя 40, на второй вход которого подается напряжение второго гетеродина 39:Since the tuning frequency ω n2 of the narrow-
На выходе смесителя 40 образуется напряжение комбинационных частот. Усилителем 41 выделяется напряжение второй промежуточной частотыAt the output of the
где Where
К4 - коэффициент передачи смесителя 40;K 4 - gear ratio of the
ωпр2=ωпр1-ωг2 - вторая промежуточная частота; np2 ω = ω z2 -ω pr1 - second intermediate frequency;
φпр6=φпр2-φг2,cp = φ pr6 WP2 -φ r2,
которое после детектирования в амплитудном детекторе 42 поступает на первый вход блока 43 регистрации и тем самым фиксирует обнаружение источника радиоизлучений (человека, терпящего бедствие на воде).which, after detection in the
Напряжение uпр6(t) с выхода усилителя 41 второй промежуточной частоты одновременно подается на вторые входы перемножителей 32 и 33, на первые входы которых поступают напряжения uпр3(t) и uпр4(t) с выходов усилителей 30 и 31 первой промежуточной частоты соответственно. На выходах перемножителей 32 и 33 образуются фазомодулированные (ФМ) напряжения:The voltage u pr6 (t) from the output of the
где Where
которые выделяются узкополосными фильтрами 35 и 36 с частотой настройки ωн5=ωг2.are allocated
Знаки "+" и "-" перед величиной соответствуют диаметрально противоположным расположениям антенн 24 и 25 на концах лопастей несущего винта вертолета относительно приемной антенны 23, размещенной над втулкой винта вертолета.Signs "+" and "-" before the value correspond to diametrically opposite locations of the
Следовательно, полезная информация о пеленге α переносится на стабильную частоту ωг2 второго гетеродина 39. Поэтому нестабильность ±Δω несущей частоты, вызванная различными дестабилизирующими факторами, и вид модуляции принимаемых сигналов бедствия не влияют на результат пеленгации, тем самым повышается точность определения местоположения источника радиоизлучений.Therefore, useful information about the bearing α is transferred to the stable frequency ω g2 of the second
Причем величинаMoreover, the value
входящая в состав узкополосных колебаний и называемая индексом фазовой модуляции, характеризует максимальное значение отклонения фазы сигналов, принимаемых вращающимися антеннами 24 и 25 относительно фазы сигнала, принимаемого неподвижной антенной 23. Пеленгатор тем чувствительнее к изменению угла α, чем больше относительный размер измерительной базы R/λ. Однако с ростом R/λ уменьшается значение угловой координаты α, при которой разность фаз Δφ превосходит значение 2π, т.е. наступает неоднозначность отсчета угла α.which is part of narrow-band oscillations and called the phase modulation index, characterizes the maximum value of the phase deviation of the signals received by the rotating
Следовательно, при R/λ>1/2 наступает неоднозначность отсчета угла α.Therefore, for R / λ> 1/2, the ambiguity of the reference angle α occurs.
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/λ, часто не удается из-за конструктивных соображений.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, it is often not possible to take small values of R / λ due to design considerations.
Для повышения точности пеленгации радиоисточника РД в горизонтальной (азимутальной) плоскости приемные антенны 24 и 25 располагаются на концах лопастей несущего винта вертолета. Смешение сигналов от двух диаметрально противоположных приемных антенн, находящихся на одинаковом расстоянии R от оси вращения несущего винта, вызывает фазовую модуляцию, которая идентична фазовой модуляции, получаемой с помощью одной приемной антенны, вращающейся по кругу, радиус R1 которого в два раза больше (R1=2R).To increase the accuracy of direction finding of the RD radio source in the horizontal (azimuthal) plane, receiving
Действительно, на выходе перемножителя 37 образуется гармоническое напряжениеIndeed, the output of the
где Where
с индексом фазовой модуляцииwith phase modulation index
которое выделяется узкополосным фильтром 44 и поступает на первый вход фазометра 46, на второй вход которого подается напряжение опорного генератора 49:which is allocated by a narrow-
Фазометр 46 обеспечивает точное, но неоднозначное измерение угловой координаты α.The
Для устранения возникающей при этом неоднозначности отсчета угла α необходимо уменьшить индекс фазовой модуляции без уменьшения отношения R/λ. Это достигается использованием автокоррелятора, состоящего из линии 38 задержки и фазового детектора 45, что эквивалентно уменьшению индекса фазовой модуляции до величиныTo eliminate the ambiguity in reading the angle α, it is necessary to reduce the phase modulation index without decreasing the R / λ ratio. This is achieved by using an autocorrelator consisting of a
где d1<R.where d 1 <R.
На выходе автокоррелятора образуется напряжениеA voltage is generated at the output of the autocorrelator
с индексом фазовой модуляции Δφm2, которое поступает на первый вход фазометра 47, на второй вход которого подается напряжение u0(t) опорного генератора 49. Фазометр 47 обеспечивает грубое, но однозначное измерение угла α.with the phase modulation index Δφ m2 , which is supplied to the first input of the
Значение доплеровского сдвига частоты позволяет определить радиальную скорость и местоположение радиодатчика РД.The value of the Doppler frequency shift allows you to determine the radial speed and location of the RD radio sensor.
Минимальное расстояние Ro от радиодатчика РД до винта вертолета можно определить из выражения:The minimum distance R o from the radio sensor RD to the helicopter propeller can be determined from the expression:
где Fд(t) - доплеровский сдвиг частоты;where F d (t) is the Doppler frequency shift;
V= ΩR,V = ΩR,
λ - длина волны.λ is the wavelength.
Доплеровский сдвиг частоты измеряется с помощью измерителя 50 частоты, а искомая дальность R0 определяется в арифметическом блоке 69 и фиксируется в блоке 43 регистрации.The Doppler frequency shift is measured using a
Местоположение радиодатчика РД (человека, терпящего бедствие на воде) определяется по измеренным значениям α и β.The location of the RD radio sensor (a person in distress on water) is determined by the measured values of α and β.
Описанная выше работа бортового приемопеленгатора соответствует случаю приема полезного сигнала бедствия по основному каналу на частоте ωс (фиг.5).The above-described operation of the airborne direction finder corresponds to the case of receiving a useful distress signal on the main channel at a frequency ω s (Fig. 5).
Если ложный сигнал (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте ω3:If a false signal (interference) is received on the mirror channel at a frequency of ω 3 :
то усилителями 34 и 62 первой промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:the
гдеWhere
ωпр1=ωг1-ωз - промежуточная частота;ω pr1 = ω g1 -ω s - intermediate frequency;
φпр7=φг-φз1; φпр8=φг-φз2,φ pr7 = φ g -φ z1 ; φ pr8 = φ g -φ z2 ,
K1, K2 - коэффициент передачи первого и второго приемных каналов соответственно;K 1 , K 2 - transmission coefficient of the first and second receiving channels, respectively;
φз1, φз2 - начальные фазы ложного сигнала (помехи), проходящего по первому и второму приемным каналам соответственно.φ z1 , φ z2 are the initial phases of a false signal (interference) passing through the first and second receiving channels, respectively.
На входы усилителей 34 и 62 первой промежуточной частоты через регулируемые фазовращатели 70 и 71 соответственно с выхода калибратора 69 поступает калибровочный гармонический сигналThe inputs of the
С выходов усилителей 34 и 62 первой промежуточной частоты калибровочные сигналы выделяются узкополосными фильтрами 72 и 73 и после детектирования в амплитудных детекторах 74 и 75 поступают на вычислитель 76 системы амплитудной идентификации. При неравенстве модулей коэффициентов передачи приемных каналов (K1≠К2) на частоте ωк на выходе вычислителя 76 появляется напряжение (положительное или отрицательное), которое через фильтр 77 нижних частот и инверсный усилитель 78 воздействует на вторые (управляющие) входы усилителей 34 и 62 первой промежуточной частоты, изменяя их коэффициенты передачи таким образом, что напяжение на выходе вычислителя 76 стремиться к нулю. При этом коэффициенты передачи усилителей 34 и 62 первой промежуточной частоты оказываются практически одинаковыми на частоте ωк калибровочного сигнала (K1=K2=К).From the outputs of the
С выходов узкополосных фильтров 74 и 75 калибровочные сигналы поступают на систему фазовой идентификации, состоящую из фазового детектора 79, фильтра 80 нижних частот, инверсного усилителя 81 и двух регулируемых фазовращателей 70 и 71. При наличии фазовой неидентичности приемных каналов на выходе фазового детектора 79 образуется напряжение (положительное или отрицательное), которое через фильтр 80 нижних частот и инверсный усилитель 81 воздействуют на третьи (управляющие) входы регулируемых фазовращателей 70 и 71, изменяя фазовые сдвиги калибровочных сигналов таким образом, что выходное напряжение фазового детектора 79 стремится к нулю. Так достигается фазовая идентификация приемных каналов.From the outputs of the narrow-
При малой величине Δω калибровочный сигнал несет информацию о неидентичности приемных каналов на первой промежуточной частоте ωпр1 в силу корреляции близких значений частотных характеристик.With a small value of Δω, the calibration signal carries information about the non-identity of the receiving channels at the first intermediate frequency ω pr1 due to the correlation of close values of the frequency characteristics.
Следовательно, на выходах усилителей 34 и 62 первой промежуточной частоты образуются следующие напряжения:Therefore, at the outputs of
где Uпр=Uпр7=Uпр;where U ave = U = U pr pr7;
φпр7=φпр8=φпр.φ pr7 = φ pr8 = φ pr
Напряжение u'пр8(t) с выхода усилителя 62 первой промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 63 на 90°, на выходе которого образуется напряжениеThe voltage u ' pr8 (t) from the output of the
Напряжения u'пр7(t) и uпр9(t), поступающие на два входа сумматора 64, на его выходе полностью компенсируются.Voltage u ' pr7 (t) and u pr9 (t) supplied to the two inputs of the
Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по зеркальному каналу на частоте ωз, полностью подавляется с помощью "внешнего кольца", состоящего из смесителей 29 и 61, усилителей 34 и 62 первой промежуточной частоты, фазовращателей 60 и 63 на 90°, гетеродина 28, сумматора 64 и реализующего фазокомпенсационный метод.Consequently, a false signal (interference) received through the mirror channel at a frequency of ω s is completely suppressed with the help of an “outer ring” consisting of
По аналогичной причине подавляется и ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте ωк1.For a similar reason, a false signal (interference) received on the first combinational channel at a frequency ω k1 is also suppressed.
Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму комбинационному каналу на частоте ωк2 (фиг.5)If a false signal (interference) is received on the second combinational channel at a frequency ω k2 (figure 5)
то усилителями 34 и 62 первой промежуточной частоты выделяются напряжения:the
где Where
ωпр1=ωк2-2ωг1 - первая промежуточная частота;ω pr1 = ω k2 -2ω g1 - the first intermediate frequency;
φпр10=φк2-φг1.φ pr10 = φ k2 -φ g1 .
Напряжение uпр11(t) с выхода усилителя 62 первой промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 63 на 90°, на выходе которого образуется напряжение:The voltage u pr11 (t) from the output of the
Напряжения uпр10(t) и Uпр12(t) поступают на два входа сумматора 64, на выходе которого образуется суммарное напряжение:Voltage u pr10 (t) and U pr12 (t) are supplied to two inputs of the
Это напряжение подается на первый вход перемножителя 65, на второй вход которого поступает принимаемый сигнал uk2(t). На выходе перемножителя 65 образуется напряжение:This voltage is supplied to the first input of the
где Where
которое не попадает в полосу пропускания узкополосного фильтра 66. Ключ 68 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте ωк2, подавляется. При этом используется "внутреннее кольцо", состоящее из перемножителя 65, узкополосного фильтра 66, амплитудного детектора 67, кольца 68 и реализующее метод узкополосной фильтрации.which does not fall into the passband of the narrow-
Если ложный сигнал (помеха) принимается по каналу прямого прохождения на первой промежуточной частотеIf a false signal (interference) is received on the direct channel at the first intermediate frequency
то с выхода приемной антенны он поступает на первый уход сумматора 53, выделяется узкополосным фильтром 51, настроенным на первую промежуточную частоту ωпр1, и инвертируется по фазе на 180° в фазоинверторе 52then from the output of the receiving antenna it goes to the first care of the
Напряжения uпр(t) и u'пр(t), поступающие на два входа сумматора 53, на его выходе компенсируются.The voltage u pr (t) and u ' pr (t), supplied to the two inputs of the
Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по каналу прямого прохождения на частоте ωпр1, подавляется фильтром-пробкой, состоящим из узкополосного фильтра 51, фазоинвертора 52, сумматора 53 и реализующий фазокомпенсационный метод.Consequently, a false signal (interference) received through the direct channel at a frequency ω pr1 is suppressed by a filter plug consisting of a narrow-
Если два мощных ложных сигнала (помехи) на частотах ω1 и ω2 или несколько мощных сигналов (помех) появляются одновременно в полосе частот Δωп1 "слева" от полосы пропускания Δωп приемника, способные образовать интермодуляционные помехи, то они поступают на первый вход сумматора 56, выделяются полосовым фильтром 54, инвертируются по фазе на 180° фазоинвертором 55 и компенсируются в сумматоре 56 (фиг.6).If two powerful false signals (interference) at frequencies ω 1 and ω 2 or several powerful signals (interference) appear simultaneously in the frequency band Δω p1 "to the left" of the passband Δω p of the receiver, capable of generating intermodulation interference, then they are fed to the first input the
Следовательно, ложные сигналы (помехи), принимаемые в полосе частот Δωп1 и образующие интермодуляционные помехи, подавляются фильтром-пробкой, состоящей из полосового фильтра 54, фазоинвертора 55, сумматора 56 и реализующим фазокомпенсационный метод.Consequently, false signals (interference) received in the frequency band Δω p1 and generating intermodulation interference are suppressed by a filter plug consisting of a
Если два мощных ложных сигнала (помехи) на частотах ω3 и ω4 или несколько мощных сигналов (помех) появляются одновременно в полосе частот Δωп2 "справа" от полосы пропускания Δωп приемника, способные образовать интермодуляционные помехи, то они поступают на первый вход сумматора 59, выделяются полосовым фильтром 57, инвертируются по фазе на 180° в фазоинверторе 58 и компенсируются в сумматоре 59 (фиг.7).If two powerful false signals (interference) at frequencies ω 3 and ω 4 or several powerful signals (interference) appear simultaneously in the frequency band Δω p2 "to the right" of the passband Δω p of the receiver, capable of generating intermodulation interference, then they are fed to the first input the
Следовательно, ложные сигналы (помехи), принимаемые в полосе частот Δωп2 и образующие интермодуляционные помехи, подавляются фильтром-пробкой, состоящим из полосового фильтра 57, фазоинвертора 58, сумматора 59 и реализующим фазокомпенсационный метод.Consequently, false signals (interference) received in the frequency band Δω p2 and generating intermodulation interference are suppressed by a filter plug consisting of a
Бортовая аппаратура, устанавливаемая на борту вертолета, инвариантна к нестабильности несущей частоты и виду модуляции принимаемых радиосигналов, так как пеленгация источника излучения сигнала бедствия осуществляется на стабильной частоте второго гетеродина 39.On-board equipment installed on board the helicopter is invariant to the instability of the carrier frequency and the type of modulation of the received radio signals, since the direction finding of the distress signal source is carried out at a stable frequency of the second
Таким образом, предлагаемая система по сравнению с прототипом обеспечивает полное подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному каналу на частоте ωз. Это достигается устранением неидентичности приемных каналов с помощью комплексной (амплитудной и фазовой) систем идентификации. Тем самым обеспечивается повышение помехоустойчивости и избирательности бортового приемопеленгатора.Thus, the proposed system in comparison with the prototype provides a complete suppression of false signals (interference) received on the mirror channel at a frequency of ω s. This is achieved by eliminating the non-identity of the receiving channels using integrated (amplitude and phase) identification systems. This increases the noise immunity and selectivity of the on-board direction finder.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004132982/11A RU2276038C1 (en) | 2004-11-05 | 2004-11-05 | System for detection and determination of the position of a man in distress on water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004132982/11A RU2276038C1 (en) | 2004-11-05 | 2004-11-05 | System for detection and determination of the position of a man in distress on water |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004132982A RU2004132982A (en) | 2006-04-20 |
RU2276038C1 true RU2276038C1 (en) | 2006-05-10 |
Family
ID=36607828
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004132982/11A RU2276038C1 (en) | 2004-11-05 | 2004-11-05 | System for detection and determination of the position of a man in distress on water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2276038C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521456C1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-27 | Вячеслав Адамович Заренков | System for detecting and locating human suffering distress in water |
-
2004
- 2004-11-05 RU RU2004132982/11A patent/RU2276038C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2521456C1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-06-27 | Вячеслав Адамович Заренков | System for detecting and locating human suffering distress in water |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004132982A (en) | 2006-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3495260A (en) | Position location system and method | |
RU2518428C2 (en) | Direction finding phase method and phase direction finder for implementing said method | |
RU2521456C1 (en) | System for detecting and locating human suffering distress in water | |
RU2254262C1 (en) | System for detection and location of position of man-in-distress in water | |
RU2276038C1 (en) | System for detection and determination of the position of a man in distress on water | |
RU2418714C2 (en) | System for detecting person suffering distress on water | |
RU2458815C1 (en) | System for detecting and locating person in distress | |
RU2600333C2 (en) | Helicopter radio-electronic complex | |
RU2240950C1 (en) | Device for searching for man in distress | |
RU2226479C2 (en) | System for detection and determination of position of man in distress | |
US2481509A (en) | Directional system | |
RU2355599C1 (en) | Human detection system for maritime distresses | |
RU2299832C1 (en) | Man-overboard detection system | |
RU2444461C1 (en) | System for detecting and locating person in distress on water | |
RU2363614C1 (en) | System to detect person in marine disaster | |
RU2448017C1 (en) | System for detecting person in distress in water | |
RU2193990C2 (en) | System for finding marine disaster | |
RU2419991C1 (en) | Helicopter radio-electronic complex | |
RU2731669C1 (en) | System for detecting and locating a person in distress on water | |
RU2321177C1 (en) | Radio-technical surveillance station | |
US3268895A (en) | Radio range finders | |
Navrátil et al. | Exploiting terrestrial positioning signals to enable a low-cost passive radar | |
Odunaiya et al. | Calculations and analysis of signal processing by various navigation receivers architectures | |
RU2723443C1 (en) | Satellite system for determining location of ships and aircrafts that have suffered accident | |
RU2372245C2 (en) | System for detection of person suffering distress on water |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061106 |