АВАРИЙНЫЙ РАДИОБУЙ Российский патент 2004 года по МПК G01S1/68 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для передачи информации и определения координат объектов, терпящих бедствие или подвергшихся нападению террористов, в космической радиотехнической системе спасения аварийных самолетов и судов КОСПАС-САРСАТ.

Известна Международная космическая радиотехническая система обнаружения терпящих бедствие КОСПАС-САРСАТ, состоящая из аварийных радиобуев, формирующих информацию о бедствии; космических аппаратов, принимающих и ретранслирующих, запоминающих и обрабатывающих сигналы от аварийных радиобуев; пунктов приема информации и центров управления системой [1].

Недостатком этой системы является отсутствие возможности использования аварийных радиобуев, как датчиков информации о нападении террористов на морские и воздушные суда.

Наиболее близким к изобретению, известным из уровня техники является аварийный радиобуй [2], содержащий блок ввода сигнала активизации радиобуя, первый выход которого соединен с входом блока постоянной памяти, N выходов которого соединены с первыми N входами первого сумматора, первый задающий кварцевый генератор, выход которого соединен с первым входом амплитудного модулятора, второй вход которого соединен с первым выходом блока ввода сигнала активизации радиобуя, выход амплитудного модулятора соединен с входом первого усилителя мощности, второй задающий кварцевый генератор, формирователь управляющего напряжения, второй усилитель мощности, причем выходы первого и второго усилителей мощности через дуплексер подключены к антенне, формирователь кода времени, блок делителей частоты, преобразователь параллельного кода в последовательный, формирователь модулирующего сигнала, фазовый детектор, второй сумматор, усилитель постоянного тока, управляемый генератор, умножитель частоты на два и делитель частоты с коэффициентом деления 40, причем первый выход блока сигнала активизации радиобуя соединен с первым входом формирователя кода времени, второй выход блока ввода сигнала активизации радиобуя соединен с вторым входом первого сумматора, выход второго задающего кварцевого генератора соединен с входом блока делителей частоты, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя кода времени, N выходов которого соединены с третьими N входами первого сумматора, N выходов которого соединены с первыми N входами преобразователя параллельного кода в последовательный, второй вход которого соединен с вторым выходом блока делителей частоты, третьи N выходов которого соединены с N входами формирователя модулирующего сигнала, выход которого соединен с третьим входом амплитудного модулятора, выход преобразователя параллельного кода в последовательный соединен с входом формирователя управляющего напряжения, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора, выход второго сумматора через усилитель постоянного тока соединен с входом управляемого генератора, выход которого соединен с входом умножителя частоты на два и входом делителя частоты с коэффициентом деления 40, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом второго задающего кварцевого генератора, выход умножителя частоты на два соединен с входом второго усилителя мощности.

Этот радиобуй представляет собой передающую часть космической системы обнаружения терпящих бедствие самолетов и судов, позволяющую формировать аварийное сообщение на частотах 406 и 121 МГц с указанием времени, прошедшего с момента включения радиобуя, которое может осуществляться вручную или автоматически по показаниям датчиков аварийной ситуации.

Недостатком этого радиобуя является невозможность формирования и передачи сообщения о нападении террористов на судно. Поскольку такие нападения происходят, как правило, внезапно и сопровождаются удалением вахтенной смены с рабочих мест, что исключает ручное включение радиобуя. Но даже при включении радиобуя в случае терракта информация о возникновении аварии на судне может вызвать ложную оценку возникшей ситуации и неправильное принятие решения.

Техническим результатом от использования изобретения является расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности формирования и передачи сообщения о нападении террористов на судно в любых условиях обстановки на судне и повышение достоверности оценки ситуации и вероятности принятия правильного решения в центре управления системой.

Этот технический результат достигается тем, что аварийный радиобуй, состоящий из блока сигналов активизации радиобуя, блока постоянной памяти, первого и второго сумматоров, первого и второго задающих кварцевых генераторов, амплитудного модулятора, первого и второю усилителей мощности, формирователя управляющего напряжения, дуплексера, антенны, формирователя кода времени, блока делителей частоты, преобразователя параллельного кода в последовательный, формирователя модулирующего сигнала, фазового детектора, усилителя постоянного тока, управляемого генератора, умножителя частоты на 2, делителя частоты с коэффициентом деления 40, причем первый выход блока ввода сигнала активизации радиобуя соединен с входом блока постоянной памяти, группа выходов которого соединена соответственно с входами первой группы первого сумматора, выход первого задающего кварцевого генератора подключен к первому входу амплитудного модулятора, второй вход которого соединен с первым выходом блока ввода сигнала активизации радиобуя, третий вход амплитудного модулятора подключен к выходу формирователя модулирующего сигнала, а выход амплитудного модулятора соединен входом первого усилителя мощности, выходы первого и второго усилителей мощности через дуплексер подключены к антенне, первый выход блока ввода сигнала активизации радиобуя соединен с первым входом формирователя кода времени, второй вход которого подключен к первому выходу блока делителей частоты, вторая группа выходов блока ввода сигнала активизации радиобуя подключена соответственно к входам второй группы первого сумматора, группа выходов которого соединена соответственно с входами первой группы преобразователя параллельного кода в последовательный, входы второй группы которого соединены соответственно с выходами формирователя кода времени, первый вход преобразователя параллельного кода в последовательный соединен с вторым выходом блока делителей частоты, а выход преобразователя параллельного кода в последовательный соединен с входом формирователя управляющего напряжения, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора, выход второго сумматора через усилитель постоянного тока соединен с входом управляемого генератора, выход которого подключен к входам умножителя частоты на 2 и делителя частоты с коэффициентом деления 40, выход умножителя частоты соединен с входом второго усилителя мощности, а выход делителя частоты с коэффициентом деления 40 подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом второго задающего кварцевого генератора и входом блока делителей частоты, группа выходов которого соединена соответственно с входами формирователя модулирующего сигнала, блок ввода сигналов активизации радиобуя включает последовательно соединенные блок датчиков автоматического включения аварийного сигнала, первый блок постоянной памяти и первый элемент оперативной памяти, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента оперативной памяти, вход которого соединен с выходом кнопки ручного включения аварийного сигнала, выход первого элемента ИЛИ является первым выходом блока ввода сигналов активизации радиобуя, дополнительно содержит группу радиопередатчиков сигнала фиксированной частоты, формирователь импульсов, вход которого соединен с третьим выходом блока делителей частоты, а выход подключен к управляющему входу блока ввода сигналов активизации радиобуя, который дополнительно включает кнопку ручного включения сигнала о нападении террористов на судно, третий элемент оперативной памяти, блок элементов ИЛИ, блок элементов И, блок элементов запрета и последовательно соединенные антенну, приемник фиксированной частоты, второй блок постоянной памяти, четвертый элемент оперативной памяти, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ и с информационными входами блока элементов запрета, управляющие входы которых и первые входы блока элементов И объединены и являются управляющим входом блока ввода сигналов активизации радиобуя, выходы элементов И блока элементов И и выходы элементов запрета блока элементов запрета соединены соответственно с входами первой и второй групп блока элементов ИЛИ, выходы которых являются группой выходов блока ввода сигналов активизации радиобуя, вторые входы элементов блока элементов И соединены с выходами первого элемента оперативной памяти, а четвертый вход элемента ИЛИ подключен к выходу третьего элемента оперативной памяти, вход которого соединен с выходом кнопки ручного включения сигнала о нападении террористов на судно.

На фиг.1 представлена структурная схема аварийного радиобуя; на фиг.2 - структурная схема блока ввода сигнала активизации радиобуя.

Аварийный радиобуй (фиг.1) содержит блок 1 ввода сигналов активизации радиобуя, блок 2 постоянной памяти, первый сумматор 3, первый задающий кварцевый генератор 4, амплитудный модулятор 5, первый усилитель мощности 6, второй задающий кварцевый генератор 7, формирователь управляющего напряжения 8, второй усилитель мощности 9, дуплексер 10, антенну 11, формирователь кода времени 12, блок делителей частоты 13, преобразователь параллельного кода в последовательный 14, формирователь модулирующегo сигнала 15, фазовый детектор 16, второй сумматор 17, усилитель постоянного тока 18, управляемый генератор 19, умножитель 20 частоты на 2, делитель частоты 21 с коэффициентом деления 40, формирователь импульсов 22, группу радиопередатчиков фиксированной частоты 23. Блоки 1-22 объединены в один моноблок.

Блок 1 ввода сигнала активизации радиобуя (фиг.2) содержит последовательно соединенные блок 24 датчиков автоматического включения аварийного сигнала, первый блок 25 постоянной памяти, первый элемент 26 оперативной памяти, блок элементов И 27 и блок элементов ИЛИ 28, выходы которых являются вторым 41 выходом блока 1, последовательно соединенные кнопку 29 ручного включения аварийного сигнала и второй элемент 30 оперативной памяти, последовательно соединенные кнопку ручного включения 31 сигнала о нападении террористов на судно и третий элемент 32 оперативной памяти, последовательно соединенные антенну 38, приемник 33 фиксированной частоты, второй блок 34 постоянной памяти, четвертый элемент 35 оперативной памяти и блок элементов запрета 36, выходы которых соединены входами элементов ИЛИ блока элементов ИЛИ 28, выходы первого 26, второго 30, третьего 32 и четвертого 35 элементов оперативной памяти соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами элемента ИЛИ 37, выход которого 40 является первым выходом блока 1, а другой вход блока элементов И 27 и управляющий вход блока элементов запрета 36 объединены и являются входом 39 блока 1.

Первый 40 выход блока 1 ввода сигналов активизации радиобуя соединен с первым входом блока 2 постоянной памяти, вторым входом амплитудного модулятора 5 и первым входом формирователя 12 кода времени, второй 41 выход блока 1 подключен к второму входу первого 3 сумматора, первая группа входов которого соединена соответственно с выходами блока 2 постоянной памяти, группа выходов сумматора 3 подключена соответственно к входам первой группы преобразователя 14 параллельного кода в последовательный, третья группа входов сумматора 3 соединена соответственно с выходами формирователя 12 кода времени, второй вход которого соединен с первым выходом блока 13 делителей частоты, второй выход которого подключен к входу преобразователя 14, выход которого соединен через формирователь 8 управляющего напряжения к первому входу сумматора 17, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора 16, выход сумматора 17 через усилитель 18 постоянного тока соединен с входом управляемого генератора 19, выход которого подключен к входам умножителя 20 частоты и делителя 21 частоты, выход которого соединен с первым входом фазового детектора 16, второй вход которого подключен к выходу второго задающего кварцевого генератора 7 и входу блока 13 усилителей мощности, третий выход которого соединен с входом формирователя 22 импульсов, выход которого соединен с управляющим входом 39 блока 1 ввода сигналов активизации радиобуя, выход первого 4 задающего кварцевого генератора подключен к второму входу амплитудного модулятора 5, третий вход которого соединен с выходом формирователя 15 модулирующего сигнала, группа входов которого соединена соответственно с группой выходов блока делителей частоты 13, выход амплитудного модулятора 5 соединен с входом первого 6 усилителя мощности, а выход умножителя 20 частоты подключен к входу второго 9 усилителя мощности, выход которого и выход первого 6 усилителя мощности через дуплексер 10 соединен с антенной 11.

Аварийный радиобуй может работать в трех режимах: режим передачи аварийной информации; режим передачи информации о нападении террористов на судно; совмещенный режим передачи аварийной информации и информации о нападении террористов на судно.

Включение режима передачи аварийной информации осуществляется путем нажатия кнопки 29 или в результате автоматического срабатывания датчиков 24 автоматического включения аварийного сигнала. Режим передачи информации о нападении пиратов (террористов) на судно осуществляется путем нажатия кнопки 31 или включения одного из радиопередатчиков 23. Кнопка 31 (или несколько таких кнопок) устанавливается в тайных местах, нахождение которых известно только членам экипажа (команды), допущенным к включению этого режима. При невозможности включения с помощью кнопки 31 указанного режима, включение производят с помощью одного из радиопередатчиков 23.

Радиопередатчики 23 для уменьшения габаритов и веса выполнены по простейшей схеме генератора несущей частоты, промодулированной одной низкой частотой. Мощность передатчика выбирается минимальной и достаточной для того, чтобы приемник 34 обеспечил прием и выделение сигнала низкой частоты на расстоянии до нескольких десятков метров от радиопередатчика. При выполнении этих условий габариты передатчика становятся минимальными и он легко помещается в одежде члена команды (экипажа), допущенного к включению радиобуя.

Аварийный радиобуй работает следующим образом.

В результате воздействия на датчик 24 автоматического включения или на кнопку 29 блок 1 вырабатывает потенциальный сигнал активизации аварийного радиобуя. Этот сигнал запускает формирователь 12 кода времени, осуществляющий отсчет времени с момента активизации радиобуя, блок 2 постоянной памяти, который формирует постоянную часть сообщения, передаваемую радиобуем на частоте 406 МГц, и включает амплитудный модулятор 5, который работает на частоте 121 МГц, тем самым разрешает излучение сигнала для ближнего привода спасательных средств. Таким образом осуществляется периодическая попеременная работа передающих устройств радиобуя на частотах 406 и 121 МГц.

Для работы радиобуя на частоте 406 МГц сигнал несущей частоты формируется генератором 19 и после умножения на 2 умножителем частоты 20 и последующего усиления усилителем 9 мощности через дуплексер 10 поступает в антенну 11. Стабилизация частоты, генерируемой генератором 19, осуществляется кольцом фазовой автоподстройки. Для этого выходная частота сигнала генератора 19 делится делителем 21 частоты с коэффициентом деления 40 до значения, близкого к частоте задающего генератора 7. Сравнение частот происходит в фазовом детекторе 16. Сигнал рассогласования частот через усилитель 18 управляет частотой генератора 19. Фазовая модуляция несущей на частоте 406 МГц происходит путем сложения в сумматоре 17 сигнала с выхода фазового детектора 16 и модулирующего сигнала. который образуется на выходе формирователя 8 из последовательного кода, поступающего с выхода преобразователя 14, который формирует последовательный код из параллельного кода постоянной части сообщения, поступающего с выхода блока 2, который дополнен кодом времени из формирователя 12. Частоты сигналов, определяющих значения тактовой частоты передачи сообщения, периода излучения радиобуя, дискретность отсчета времени формируются в блоке 13 делителей частоты.

При работе аварийного радиобуя на частоте 121 МГц сигнал несущей частоты с выхода генератора 4 поступает на вход амплитудного модулятора 5, на второй вход которого от формирователя 15 поступает модулирующий сигнал. Промодулированный сигнал на частоте 121 МГц усиливается усилителем 6 мощности и через дуплексер 10 поступает в антенну 11.

Блок 1 ввода сигналов активизации радиобуя работает следующим образом. При срабатывании одного или нескольких автоматических датчиков 24 информация из соответствующего сегмента блока 25 постоянной памяти переписывается в блок 26 оперативной памяти и на выходе элемента ИЛИ 37 появляется потенциальный сигнал, который поступает на первый 40 выход блока 1 и подается на вход блока 2 для считывания информации, запускает формирователь 12 кода времени и включает амплитудный модулятор 5. Одновременно информация с элемента 26 проходит через открытые по управляющему входу элементы И блока элементов И 27 и через блок элементов ИЛИ 28 поступает на выход 41 блока 1. Аналогично работает блок 1 при включении сигнала о нападении террористов на судно. При этом источниками сигнала являются кнопка 31 или один из радиопередатчиков 23. При этом сигнал на блок элементов ИЛИ 28 поступает через открытый блок элементов запрета 36, когда на управляющих входах имеется разрешающий (нулевой) сигнал.

В режиме передачи аварийной информации сигналы проходят только через блок 27 элементов И, в режиме передачи информации о нападении террористов на судно - только через блок 36 элементов запрета, в совмещенном режиме поочередно работают блок 27 элементов И и блок 36 элементов запрета. Управление осуществляется импульсами от формирователя 22, который формирует прямоугольные импульсы требуемой длительности из сигнала соответствующей частоты, формируемой блоком делителей частоты 13.

Принцип формирования можно пояснить на следующих примерах. В системе КОСПАС-САРСАТ время передачи короткой посылки составляет 440 мс, эти же 440 мс составляет длительность передаваемого сигнала, а длительность длинной посылки составляет 520 мс. Если формировать импульсы в формирователе 22 длительностью 440 мс и периодом 520 мс, то 80 мс остается на передачу информации о нападении террористов на судно. С другой стороны, если установить период импульсов 880 мс, а их длительность 427,5 мс, то в кадрах сигнала будет поочередно передаваться аварийная информация и информация о нападении террористов на судно.

Таким образом, как следует из рассмотрения работы аварийного радиобуя, обеспечивается наряду с информацией о бедствии формирование и передача информации о нападении террористов на судно, повышение скрытности передачи и повышение достоверности оценки ситуации и вероятности приема правильного решения в центре управления космической системой обнаружения терпящих бедствие.

Источники информации

1. Адерихин И.В., Родин Е.А., Федоров С.Е. Международная космическая радиотехническая система обнаружения терпящих бедствие (КОСПАС-САРСАТ). М.: МГАВТ, 2000, с.17, рис.2.

2. Патент РФ № 2060512, кл. G 01 S 1/68, 1996.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для передачи и определения координат объектов терпящих бедствие или подвергающихся нападению террористов, в космической радиотехнической системе спасения аварийных самолетов и судов. Технический результат заключается в расширении области применения устройства. Аварийный радиобуй состоит из блока ввода сигналов активизации радиобуя, блока постоянной памяти, первого и второго сумматоров, первого и второго задающих кварцевых генераторов, амплитудного модулятора, первого и второго усилителей мощности, формирователя управляющего напряжения, дуплексера, антенны, формирователя кода времени, блока делителей частоты, преобразователя параллельного кода в последовательный, формирователя модулирующего сигнала, фазового детектора, усилителя постоянного тока, управляемого генератора, умножителя частоты на 2, делителя частоты с коэффициентом деления 40, группы радиопередатчиков сигнала фиксированной частоты, формирователя импульсов. 2 ил.

Аварийный радиобуй, состоящий из блока ввода сигналов активизации радиобуя, блока постоянной памяти, первого и второго сумматоров, первого и второго задающих кварцевых генераторов, амплитудного модулятора, первого и второго усилителей мощности, формирователя управляющего напряжения, дуплексера, антенны, формирователя кода времени, блока делителей частоты, преобразователя параллельного кода в последовательный, формирователя модулирующего сигнала, фазового детектора, усилителя постоянного тока, управляемого генератора, умножителя частоты на 2, делителя частоты с коэффициентом деления 40, причем первый выход блока ввода сигналов активизации радиобуя соединен с входом блока постоянной памяти, группа выходов которого соединена соответственно с входами первой группы первого сумматора, выход первого задающего кварцевого генератора подключен к первому входу амплитудного модулятора, второй вход которого соединен с первым выходом блока ввода сигналов активизации радиобуя, третий вход амплитудного модулятора подключен к выходу формирователя модулирующего сигнала, а выход амплитудного модулятора соединен с входом первого усилителя мощности, выходы первого и второго усилителей мощности через дуплексер подключены к антенне, первый выход блока ввода сигналов активизации радиобуя соединен с первым входом формирователя кода времени, второй вход которого подключен к первому выходу блока делителей частоты, вторая группа выходов блока ввода сигналов активизации радиобуя подключена соответственно к входам второй группы первого сумматора, группа выходов которого соединена соответственно с входами первой группы преобразователя параллельного кода в последовательный, входы третьей группы первого сумматора соединены соответственно с выходами формирователя кода времени, первый вход преобразователя параллельного кода в последовательный соединен с вторым выходом блока делителей частоты, а выход преобразователя параллельного кода в последовательный соединен с входом формирователя управляющего напряжения, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора, выход второго сумматора через усилитель постоянного тока соединен с входом управляемого генератора, выход которого подключен к входам умножителя частоты на 2 и делителя частоты с коэффициентом деления 40, выход умножителя частоты на 2 соединен с входом второго усилителя мощности, а выход делителя частоты с коэффициентом деления 40 подключен к первому входу фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом второго задающего кварцевого генератора и входом блока делителей частоты, группа выходов которого соединена соответственно с входами формирователя модулирующего сигнала, блок ввода сигналов активизации радиобуя включает последовательно соединенные блок датчиков автоматического включения аварийного сигнала, первый блок постоянной памяти и первый элемент оперативной памяти, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента оперативной памяти, вход которого соединен с выходом кнопки ручного включения аварийного сигнала, выход первого элемента ИЛИ является первым выходом блока ввода сигналов активизации радиобуя, отличающийся тем, что дополнительно содержит группу радиопередатчиков сигнала фиксированной частоты, формирователь импульсов, вход которого соединен с третьим выходом блока делителей частоты, а выход подключен к управляющему входу блока ввода сигналов активизации радиобуя, который дополнительно включает кнопку ручного включения сигнала о нападении террористов на судно, третий элемент оперативной памяти, блок элементов ИЛИ, блок элементов И, блок элементов запрета и последовательно соединенные антенну, приемник фиксированной частоты, второй блок постоянной памяти, четвертый элемент оперативной памяти, выход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ и с информационными входами блока элементов запрета, управляющие входы которых и первые входы элементов И блока элементов И объединены и являются управляющим входом блока ввода сигналов активизации радиобуя, выходы элементов И блока элементов И и выходы элементов запрета блока элементов запрета соединены соответственно с входами первой и второй групп блока элементов ИЛИ, выходы которых являются группой выходов блока ввода сигналов активизации радиобуя, вторые входы элементов И блока элементов И соединены с выходами первого элемента оперативной памяти, а четвертый вход элемента ИЛИ подключен к выходу третьего элемента оперативной памяти, вход которого соединен с выходом кнопки ручного включения сигнала о нападении террористов на судно.