SU777612A1

SU777612A1 - Устройство дл регистрации молний

Info

Publication number: SU777612A1
Application number: SU792715129A
Authority: SU
Inventors: Борис Васильевич Семагин; Наиль Абдуллович Файзулин; Николай Иванович Крохин
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4421
Priority date: 1979-01-22
Filing date: 1979-01-22
Publication date: 1980-11-07

Description

1

Изобретение относитс к метеорологическим приборам, в частности к устройствам дл регистрации молний.

Известны устройства дл регистрации грозовых разр дов, воспринимающие изменение электромагнитного пол , обусловленного этими разр дами fl. Одним из основных методов фиксации изменений электромагнитного пол вл етс метод амплитудной селекции.

Основной характеристикой таких устройств регистрации вл етс эффективный радиус действи Кэф , который определ етс но результатам наблюдени за длительный период времени.

Грозорегистраторы дают количественную оценку грозовой активности в виде числа импульсов, зарегистрированных в пределах эффективного радиуса действи .

Принцип действи этих устройств один и тот же: амплитудна селекци сигналов электрической антенны на определенной частоте. Устройства регистрации грозовых разр дов включают антенну, детектор, фильтр, усилитель, пороговое устройство, одновибратор и регистрирующее устройство .;

Недостатком рассматриваемых устройств дл -регистрации молний вл етс низка точность селекции грозовых разр дов но дальности до источника излучени , обусловленна значительной погрешностью используемого метода амплитудной селекции сигналов ввиду вариаций свойств источника.

Наиболее близким к изобретению но существу решаемой задачи вл етс устройство дл регистрации молний, содерл ащее электрическую антенну, фильтр, усилитель,

10 одновибраторы, схему совпадени и регистрирующее устройство 2.

Устройство работает следующим образом . Сигналы молниевого разр да воспринимаютс электрической антенной и нрохо15 д т через последовательно соединенные фильтр, усилитель, ностунают на первый одновибратор, вл ющийс одновременно пороговым устройством. При превышении входным сигналом заданного порогового

20 уровн срабатывает первый одновибратор и задним фронтом выходного импульса запускает второй одновибратор, который устанавливает разрешающий сигнал на первом входе схемы совпадени дл прохождени второй компоненты молниевого разр да . Втора компонента молниевого разр да проходит последовательно фильтр,, делитель, первый одновибратор, через второй вход схемы совпадени на третий од30 новибратор, запускает его, и он вырабатывает импульс дл регйетраций регистриру ющим устройством. Однако это устройство также имеет низкую точность селекции грозовых разр дов. Целью изобретени вл етс повышение точности селекции грозовых разр дов по дальности до источника. Это достигаетс тем, что устройство снабжено двум ортогонально направленными магнитными антеннами, преобразующим фильтром, трем блоками выделени нулевых переходов и схемой ИЛИ, причем выход электрической антенны соединен через последовательно св занные преобразующий фильтр и первый блок выделени нулевого перехода с первым входом схемы совпадени , а выход каждой из магнитных антенн соединен соответственно через второй и третий блоки выделени нулевых переходов с первым и вторым входом схемы ИЛИ, выход которой св зан со входом первого одновибратора. Дл устройства характерно применение фильтра, преобразующего электрическую EZ (t) составл ющую в магнитную Н .; (t) составл ющую пол . Сущность изобретени заключаетс в использовании различных зависимостей электрической и магнитной составл ющих пол от рассто ни . Грозовой разр д рассматриваетс как вертикальный электрический диполь. В терминах преобразовани Лапласа выражени дл вертикальной составл ющей электрического пол Е и горизонтальной составл ющей магнитного пол Н.; можно записать: (р2 + ар-|-сх2)Р{р)е Н,(р) -.- (рЧар)Р(р) е где Р-;(р) -дипольный момент источника; а r/R; с - скорость света, R - рассто ние до источника. Если подать напр жение электрической антенны Е(р) на преобразующий фильтр с коэффициентом передачи. рг+рр Ко(р) p2+pp + то при на выходе получим сигналы U(p) (p)(p2+,pp) Н .р, совпадающие с точностью до посто нного множител с магнитной составл ющей пол . Таким образом, если производить сравнени нулевых переходов выходных сигналов преобразующего фильтра и магнитной антенны, то можно указать, с большего или меньщего рассто ни относительно Ro прищел атмосферик. На фиг. 1 представлена структурна схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принципиальна схема преобразующего фильтра электрической составл ющей в магнитную составл ющую пол с приведенным выше коэффициентом передачи; на фиг. 3 - диаграммы, по сн ющие работу устройства. Устройство содержит магнитные 1 и 2 п электрическую 3 антенны, преобразуюп;нй фильтр 4, блоки выделени нулевых переходов 5, 6 и 7, схему ИЛИ 8, одновибраторы 9 и 10, схему совпадени 11 и регистрирующее устройство 12. При этом электрическа антенна 3 через преобразующий фильтр 4 и первый блок выделени нулевого перехода 7 соединена с первым входом схемы совпадени 11, магнитные антецны 1 и 2 через соответствующий блок выделени нулевого перехода 6 и 5 соединены с первым и вторым входом схемы ИЛИ 8, выход которой подключен к одновибратору 9, выходом св занному с вторым входом схемы совпадени 11, выход которой через второй одновибратор 10 соединен с регистрирующим устройством 12. Устройство работает следующим образом . Сигнал грозового разр да в виде резкого изменени электромагнитного пол принимаетс антеннами (электрической 3 и магнитными 1, 2) и поступает соответственно на преобразующий фильтр 4 и блокн выделени нулевых нереходов 6 и 5. Преобразующий фильтр 4 производит преобразование входного сигнала, т. е. транспортирует сигнал во временной области на величину расхождени Е и Н составл ющих пол , соответствующей дальности настройки устройства Кэф . Блок выделени нулевого перехода 7 формирует импульс, соответствующий первому нулевому переходу выходного сигнала преобразующего фильтра 4 и подает его на первый вход схемы совпадени 11. Дл оценки дальности используютс первые нулевые переходы сигналов антенн, поскольку на них не сказываетс вли ние сигнала, отраженного от ионосферы. Аналогично выдел ютс первые нулевые переходы сигналов магнитных антенн 1 и 2 блокамн выделени нулевых переходов 6 и 5, выходные импульсы которых через схему ИЛИ 8 запускают одновибратор 9. Применение двух ортогонально направенных магнитных антенн, кажда из которых имеет восьмерочную диаграмму наравленности , обеспечивает прием магнитой составл ющей со всех направлений дейтви электромагнитного пол грозового азр да. Одновибратор 9 срабатывает и усанавливает на втором входе схемы совпаДенй 11 разрешающий импульс стандартной амплитуды и длительности. Длительность импульса равна 100 мкс и определ етс максимальной веро тностью расхождени нулевых переходов сигналов магнитных антенн 1 и 2 и преобразующего фильтра 4.:

В случае прихода атмосферйка от источника грозового разр да, наход щегос на рассто нии (см. фнг. 3, а), импульс нулевого перехода выходного сигнала преобразующего фильтра 4 приходит позже импульса нулевого перехода сигналов магнитных антенн 1 и 2 и, следовательно, проходит через схему совпадени 11 на второй одновнбратор 10. Одновибратор срабатывает , формиру импульс определенной амплитуды и длительности, который регистрирЗетс регистрирующим устройством 9.

Если атмосферик принадлежит источнику излучени , удаленному на рассто ние (см. фиг. 3, б), то имйульс первого нулевого перехода выходного сигнала преобразующего фильтра 4 по вл етс рапьще импульсанулевого перехода сигналов магнитных антенн 1 и 2 и импульса одновибратора 9. Следовательно, схема совпадени 11 не нронускает импульс блока 7 на Одновибратор 10 и тем самым не производитс регистраци грозового разр да.

Таким образом, использу различную зависимость Е и Н. составл ющих пол от рассто ни в ближней зоне излучени (100-150 км) и примен преобразующий фильтр электрической Е (t) составл ющей в магнитную Н р (t) составл ющую пол , можно построить устройство с

более высокой точностью селекции грозовых разр дов в ближней зоне по сравнению с прототипом.

Фо.р,мула изобретени

Устройство дл регистрации молний, сЬдержащее электрическую антенну и последовательно соединенные нервый одновибратор , схему совпадени , второй одновибратор и регистрирующее устройство, отличающеес тем, что, с целью повыщени точности селекции молний по дальности до источника, опо снабжено двум ортогонально направленнымн магнитными антеннами, преобразующим фильтром, трем блоками выделени нулевых переходов и схемой ИДИ, при этом выход электрической антенны соединен через последовательно св занные преобразующий фильтр и первый блок выделени нулевого перехода с первым входом схемы совпадени , а выход каждой из магнитных антенн соединен соответственно через второй н третий блокн выделени ну-Левых переходов с первым и вторым входом схемы ИДИ, выход которой св зан со входом первого одновибратора .

Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1. Александров М. С. Флуктуации элетромагнитного нол Земли в диапазоне СЫЧ. М.: Наука, 1972, с. 28.

2. Авторское свидетельство СССР 569995, кл. G 01 W 1/16, 1976 (прототип).

Р1/г. /

)i-

1

(t

tNKC

Claims

5: Формула изобретения

Устройство для регистрации молний, содержащее электрическую антенну и последовательно соединенные первый одновибра10 тор, схему совпадения, второй одновибратор и регистрирующее устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения точности селекции молний по дальности до источника, оно снабжено двумя ортогональ15 но направленными магнитными антеннами, преобразующим фильтром, тремя блоками выделения нулевых переходов и схемой ИЛИ, при этом выход электрической антенны соединен через последовательно связи занные преобразующий фильтр и первый блок выделения нулевого перехода с первым входом схемы совпадения, а выход каждой из магнитных антенн соединен соответственно через второй и третий бло25 ки выделения нулевых переходов с первым и вторым входом схемы ИЛИ, выход которой связан со входом первого одновибратора.