SU1223175A1

SU1223175A1 - Фазовый анализатор местоположени гроз

Info

Publication number: SU1223175A1
Application number: SU843748046A
Authority: SU
Inventors: Виктор Сергеевич Снегуров; Игорь Владимирович Ардатов
Original assignee: Главная геофизическая обсерватория им.А.И.Воейкова
Priority date: 1984-05-31
Filing date: 1984-05-31
Publication date: 1986-04-07

Abstract

Изобретение относитс к радио-, локационной метеорологии. Повьшает- с точность измерений дальности до грозовых очагов и пеленга. Широкополосный сигнал с электрической антенны 1 через широкополосный усилитель 2 и блок 3 задержки поступает на первый вход первого фазометра (ф) 5, а через узкополосный усилитель (УУ) 10 и фазовращатель 4 - на вто (Л cz f jjjjj. j rrO: фиг. I

Description

рой oro вход, с Ф 5 пр моугольный .пьc., пропорциональный фазовому cjuiHi-y, поступает на селектор 7 импульсов дальности. Последний форми- )ует сигнал, соответствующий одной из трех градаций дальности, который поступает на блоки 16 индикации (ни). Сигналы с магнитных антенн 8 и 9 поступают на блок 13 согласовани . Суммарньй сигнал с его выхода через УУ 12 поступает на второй Ф 6 и на блок 14 управлени . На другой вход Ф 6 поступает через УУ 11 сигнал с электрической антенны 1. Пр Изобретение относитс к радиолокационной метеорологии и может использоватьс дл служб шторм-оповещени о грозах в аэропортах, на нефтналивных судах, в карьерах открытых горных разработок и на других особо важных объектах.

Цель изобретени - повышение точности Измерений дальности до грозовых очагов и пеленга.

На фиг. 1 приведена структурна электрическа схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурна электрическа схема блока управлени

Устройство содержит электрическую антенну 1, широкополосный усилитель 2, блок 3 задержки, фазовращатель 4, два фазометра 5 и 6, селектор 7 импульсов дальности, дв.е магнитные антенны 8 и 9, три узкополосных усилител 10-12, блок 13 согласовани , блок 14 управлени , селектор 15 импульсов пеленга, N блоков индикации, при этом каждый из блоков 16 индикации содержит М каналов , состо щих из последовательно соединенных элемента И 17, счетчика 18 и индикатора 19. Блок 14 управлени содержит четьфе ждущих муль тивибратора 20-23, три элемента И 24 26, два триггера.27 и 28, инвертор 29, генератор 30 и два счетчика 31 и 32 импульсов.

Устройство работает следующим об- разом.

223175

моугольный.импульс, пропорциональный фазовому сдвигу (пеленгу), с Ф 6 поступает на селектор 15 импульсов пеленга, который формирует сигналы, соответствующие двенадцати градаци м, С его выхода соответствующий импульс поступает на БИ 16. При поступлении с блока 14 управлени , работа которого по сн етс , сигнала разрешени работы устройства в соответствую- . щем БИ 16, содержащем элемент И 17, счетчик 18 и индикатор 19, фиксируетс информаци о градации дальности и пеленга. 2 ил.

Широкополосный сигнал с электрической антенны 1 поступает на широкополосный 2 и первый 10 и второй 11 узкополосные усилители. С выхода широкополосного усилител 2 широкополосный сигнал поступает на блок 3, на выходе которого формируетс пр моугольный импульс длительностью 4000 МКС, причем задний фронт пр моугольного импульса жестко св зан с передним фронтом широкополосного сигнала на выходе широкополосного усилител 2. Задним фронтом пр моугольного импулЬса, сформированного на выходе блока 3, триггер в первом фазометре 5 устанавливаетс в состо ние логической единицы. С выхода первого узлсополосного усилител 10 сигнал поступает на фазовращатель 4. Им . пульсы с последнего поступают на второй вход триггера в первом фазометре 5 и ближайший из них после установки триггера импульсом с блока 3 в состо ние логической единицы устанавливает его в состо ние логического нул . Таким образом на выход первого фазометра 5 формируетс пр моугольный импульс длительностью, пропорциональной фазовому сдвигу узкополосного сигнала относительно переднего фронта широкополосного сигнала, сдвинутого блоком 3 на вре-. менной интервал t3Q9 4000 мкс. Врем задержки выбираетс равным п периодов рабочей частоты, а число периодов выбираетс из расчета, что из3

мерение фазового сдвига осуществл етс в средней части отклика фильтра, где минимальные фазовые искажени обусловлены переходным процессом. С выхода первого фазометра 5 пр моугол ный импульс, пропорциональный фазовому сдвигу РЕ и равный

Фб 2irf(trin - tscgl- Ю , (1) где f - рабоча частота дальномера,

Гц;

tnn- врем по влени ближайшего после установки триггера в первом фазометре 5 в состо ние логической единицы импульса нулевого перехода от клика фильтра первого узкополосного усилител 0, мкс; tjog- врем задержки переднего фрота широкополосного снгнала, равное длительности пр мо- угольного импульса на выходе блока 3, МКС; Т - фаза, рад;

поступает на вход селектора 7. Если отсчет времени вести от заднего фрон та пр моугольного импульса на выходе блока 3, то фазовый сдвиг равен Cfb iTftHn- 10, (2) где tHn- врем между моментом установки триггера в первом фазометре 5 задним фронтом импульса на выходе блока 3 в состо ние логической единицы и моментом прихода ближайшего импульса нулевого перехода отклика фильтра первого узкополосного усилител 10, которым триггер устанавливаетс в состо ние логического нул .

Фазовый сдвиг IE .равен значению, задаваемому в рамках дипольной модел

.источника излучени . Селектор 7 фор/

(в зависимости от длительности входного импульса) сигнал, соответствующий одной из трех градаций дальности: 0-20, 20-40 и 40-60 км, которым соответствуют временные интервалы 500-425, 425-325 и 325- 125 МКС. Следовательно, при фазовом сдвиге, соответствующем одному из указанных временных интервалов, на выходе селектора 7 по вл етс пр моугольный импульс соответствунщей градах ии дальности.

На выходе селектора 7 формируетс сигнал логической единицы в со-, ответствующей градации дальности, который поступает на соответствую- щие входы элементов И 17 блоков 16,

Сигналы с магнитных антенн 8 и 9 поступают на вход блока 13, где сдви

j 0

5

0

5

175

гаютс на ±45° и складываютс . С выхода блока 13 суммарный сигнал поступает на вход третьего узкополосного усилител 12 и далее на второй вход второго фазометра 6 и вход блока 14. С второго узкополосного усилител 11 (фиг. 2 е) сигнал поступает на первый вход второго фазометра 6 и вход блока 14. На выходе второго фазометра 6 формируетс пр моугольный импульс длительностью, пропорциональной фазовому сдвигу между гармоническими составл ющими на частоте электрической и суммарной магнитной компонент. Этот фазовый сдвиг (разность фаз) пропорционален пеленгу . Фаза суммарного .сигнала на выходе третьего узкополосного усилител 12 зависит от амплитуды сигналов на выходе магнитных антенн 8 и 9, а следовательно, от направлени на источник излучени . Фаза электрической составл ющей излучени не- зависит от направлени на источник и служит дл исключени неоднозначности пеленга (180 ). С выхода второго фазометра 6 (фиг. 2) пр моугольный сигнал поступает на вход селектора 15, на выходе которого формируетс двенадцать импульсов, соответст- двенадцати градаци м. В зависимости от длительности импульса (разности фаз) на выходе второго фазометра 6 в селекторе 15 формируетс сигнал в той градации, которой соответствует по длительности входной импульс. С выхода селектора 15 рабочий импульс поступает на входы соответствующих элементов И 17 блоков 16. Таким образом, если на входах элементов И по вл ютс импульсы, соответствующие градации дальности и пеленга, и сигнал разрешени на работу устройства с блока 14, то на выходе элемента И 17 формируетс сигнал, который фиксируетс соответствующим счетчиком 18, а информаци о его состо нии регистрируетс цифровым или световым индикатором 19 соответствующей чейки. Размеры чейки определ ютс размерами градаций дальности и азимута. В данном случае чейка составл ет 20 км по дальности и 30° по азимуту.

Блок 14 контролирует уровни сигналов узкополосных усилителей 10-12 и наличие сигнала на выходе блока 3. Если уровень одного из сигналов ниже заданного на выходе блока 14 отсутствует сигнал -разрешени на работу устройства. После записи информации в чейку индикатора 19 блок 14 осуществл ет установку в исходное состо ние блока 3 и селекторов 7 и 15 и тем самым готовит устройство к приему следующего сигнала излучени молниевого разр да, В блоке 14 предусмотрена система контрол рабочего времени, котора позвол ет через заданные интервалы времени (от единиц минут до часа) осуществл ть смену информации, записанной на индикаторах 19.

Блок 14 работает следующим обра- , зом.

На входах блока 14 установлены четыре ждущих мультивибратора 20-23, контролирующих уровни сигналов на выходах узкополосных усилителей 10-12 и втором выходе 0лока 3, При наличир всех сигналов (запущены все четыре

10

15

20

н тьс от единицы минут до часа в зависимости от решаемой данным устройством задачи. Запуск второго формировател осуществл етс первым зарегистрированным разр дом молнии. После этого идет наполнение информации в чейках блоков 16. По истечении определенного интервала времени (15, 10, 15, 30, 60 мин) счетчики 18 в блоках 16 обнул ютс . Первым импульсом второй формирователь запускаетс и разрешает запись в счетчики 18 и вывод информации на индикаторы 19.

Claims

Формула изобретени

Фазовьй анализатор местоположени гроз, содержащий электрическую антенну , три узкополосных усилител , первую и вторую магнитные антенны, блок согласовани и N блоков индикации, при этом выход электрической антенны подключен к входу первого узкопОлос- ного усилител , а выходы первой и

мультивибратора 20-23) на выходе пер-25 второй магнитных антенн подключены со30

35

вого элемента И 24 формируетс импульс , который инвертируетс инвертором 29 и передним фронтом опрокидывает триггеры 27 и 28. Триггер 27, элемент И 25 и счетчик 31 представл ют формирователь пр моугольного импульса . Импульс с выхода триггера 27, соответствующий уровню логической единицы разрешает прохождение импульсов с выхода генератора 30 через элемент И 25 на счетчик 31. После заполнени счетчика 31 на его выходе формируетс импульс логического нул , которым триггер 27 устанавливаетс

в исходное состо ние. В результате

, .с п

на его выходах (первом и втором) формируютс импульсы, синхронизирующие работу элементов И 17 блоков 16, счетчиков: в селекторах 7 и 15 и блока 3. Длительность этого импульса выбираетс из расчета времени, необходимого дл обработки сигналов, измерени фазовых сдвигов. Оно составл ет примерно 10-20 мс и соизмеримо с длительностью импульсов на выходах муль45

ответственно к первому и второму входам блока согласовани , выход которого подключен к входу третьего узкополосного усилител , о т л и ч а - ю-щ и и с тем, что, с целью повышени точности измерений дальности до грозовых оча гов и пеленга, в него введены последовательно соединенные широкополосный усилитель и блок задержки, последовательно соединенные фазовращатель, первьш фазометр и селектор импульсов дальности , последовательно соединенные второй фазометр и селектор импульсов пеленга, а также блок управлени , при этом выход электрической, антенны .подключен к входам соответственно широкополосного усипите- л и второго узкополосного усилител , выход которого подключен К первому входу второго фазометра, второй вход которого соединен с выходом третьего узкополосного усилител , выход первого узкополосного усилител подключен к входу фазовращател .

тивибраторов 20-23. Триггер 28, эле- первый выход блока задержки подклюмент И 26 и счетчик 32 представл ют второй формирователь импульсов в блоке 14. Работа его аналогична .первому формирователю (триггер 27, элемент И 25 и счетчик 31). Различие состоит в длительности импульса, которым синхронизируетс работа счетчиков 18 блоков 16. Она может изме55

чен к второму входу первого фазометра , М выходов селектора импульсов дальности подключены к первой группе М входов каждого из N блоков индикации, М выходов селектора импульсов пеленга подключены к второй группе М входов каждого из N блоков индикации, первый, второй, третий и

н тьс от единицы минут до часа в зависимости от решаемой данным устройством задачи. Запуск второго формировател осуществл етс первым зарегистрированным разр дом молнии. После этого идет наполнение информации в чейках блоков 16. По истечении определенного интервала времени (15, 10, 15, 30, 60 мин) счетчики 18 в блоках 16 обнул ютс . Первым импульсом второй формирователь запускаетс и разрешает запись в счетчики 18 и вывод информации на индикаторы 19.

Формула изобретени

Фазовьй анализатор местоположени гроз, содержащий электрическую антенну , три узкополосных усилител , первую и вторую магнитные антенны, блок согласовани и N блоков индикации, при этом выход электрической антенны подключен к входу первого узкопОлос- ного усилител , а выходы первой и

второй магнитных антенн подключены со

ответственно к первому и второму входам блока согласовани , выход которого подключен к входу третьего узкополосного усилител , о т л и ч а - ю-щ и и с тем, что, с целью повышени точности измерений дальности до грозовых оча гов и пеленга, в него введены последовательно соединенные широкополосный усилитель и блок задержки, последовательно соединенные фазовращатель, первьш фазометр и селектор импульсов дальности , последовательно соединенные второй фазометр и селектор импульсов пеленга, а также блок управлени , при этом выход электрической, антенны .подключен к входам соответственно широкополосного усипите- л и второго узкополосного усилител , выход которого подключен К первому входу второго фазометра, второй вход которого соединен с выходом третьего узкополосного усилител , выход первого узкополосного усилител подключен к входу фазовращател .

первый выход блока задержки подклю

чен к второму входу первого фазометра , М выходов селектора импульсов дальности подключены к первой группе М входов каждого из N блоков индикации, М выходов селектора импульсов пеленга подключены к второй группе М входов каждого из N блоков индикации, первый, второй, третий и

7

четвертый входы блока управлени соединены соответственно с вторым выхо дом блока задержки, выходом треть его узкополосиого усилител , выходом второго узкополосного усилител и выходом первого.узкополосного усилител у первый и второй выходы блока

фиг. 2

Составитель Е. Прозоровска Редактор С. Саенко Техред Н.Бонкало Корректор г. Решетник

Заказ 1709/49 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Филиал ПГШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

1223175

управлени подключены соответственно к первому и второму управл ющим входам блока индикации, а третий выход блока управлени подключен к управ- с л ющим входам селектора импульсов пеленга, селектора импульсов дальности и блока задержки.