КОНСТРУКЦИЯ АЭРОЛОГИЧЕСКОГО РАДИОЗОНДА Российский патент 2005 года по МПК H01Q1/08 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в конструировании и производстве аэрологических радиозондов (АРЗ).

Известна конструкция АРЗ, см. А.А.Ефимов "Принцип работы аэрологического НВК АВК-1", М., Гидрометеоиздат, 1989 г., стр.92-94, выполненная из радиопрозрачного материала, например пенопласта, и имеющая форму объемного прямоугольника с фалом для крепления к шару-пилоту, внутри конструкции расположены электрорадиоэлементы АРЗ и батарея, а датчики влажности и температуры вынесены наружу. Фото указанного конструктива прилагается. Недостатком данного АРЗ является плохая ветроустойчивость, т.е. АРЗ подвержен сильной "болтанке", что влечет механические нагрузки на конструкцию и фал крепления, также изменяет пространственное положение, вследствие чего может меняться вектор поляризации антенны относительно поляризации антенны метеоРЛС, что может привести и приводит к временной потере сопровождения.

Известен АРЗ, см. патент ГДР №228912 А1, конструктив которого выполнен в форме шара, датчики влажности и температуры вынесены наружу, электрорадиоэлементы и батарея помещены внутри.

Недостатки:

- форма шара, как известно из математики, по сравнению с кубической или прямоугольной имеет меньший коэффициент использования объема, что влечет увеличение габаритов;

- затруднены сборка, регулировка, т.е. техническое обслуживание, что сразу же сказывается на себестоимости АРЗ.

Известны конструкции АРЗ фирмы VAISALA, которые представляют собой конструктив прямоугольной формы с габаритами (200×150×100) мм, причем большой размер является высотой и в рабочем положении (полете) расположен вертикально. Датчики расположены в верхней части конструктива, батарейный отсек - в средней, а в нижней части - антенный отсек. Доступ к указанным частям производится через съемную боковую панель. Сам корпус изготавливается из полистирола, см. ж. VAISALA News, №136, 1995, стр.9-12, Хельсинки, Финляндия - ПРОТОТИП.

Его недостатками являются:

- неудачный выбор формы корпуса, который при сильных порывах ветра заставляет АРЗ на некоторое время "ложиться" на бок, что приводит к изменению положения антенны в плоскости поляризации, в результате метеоРЛС слежения теряет цель, а с ней и нужную метеоинформацию;

- наличие съемной панели усложняет конструкцию и не обеспечивает удобный допуск ко всем частям АРЗ.

Вообще можно заметить, что выбор конструктива (внешней формы, а следовательно, и внутренней конструкции) не такая простая задача, т.к. конструктив должен удовлетворять следующим условиям:

- удобство при сборке;

- удобство при настройке и поиске.

Технический задачей изобретения является повышение эксплуатационных качеств за счет:

- выбора формы корпуса;

- удобного доступа ко всем внутренним частям АРЗ для обеспечения настроек и поиска неисправностей;

- минимальные габариты и вес;

- максимальная устойчивость к ветровым порывам;

- минимальная стоимость, т.к. количество АРЗ, запускаемых в атмосферу, приближается во всем мире к миллиону - поэтому между фирмами-изготовителями АРЗ идет жесточайшая конкуренция, так, Финляндия настойчиво пробивается на рынок России, снижая цену на свои АРЗ. Поэтому актуальной задачей является также и патентная защита АРЗ, хотя бы в нашей стране.

Общемировая средняя цена одного АРЗ (без шара-пилота) лежит в пределах 40-50 $ США. Снижение цены, хотя бы на один доллар, умноженное на 100 000-200 000 АРЗ, производимых в России, дает ощутимую выгоду.

Указанная цель достигается тем, что предлагается конструкция аэрологического радиозонда, содержащая корпус, датчики метеовеличин, блок радиотелеметрии с антенной системой и источник питания, отличающаяся тем, что корпус радиозонда имеет круговую форму в плане, скошенную в верхней части к верху, а в средней и нижней частях - к низу, к плоской крышке радиозонда, горизонтально к ней крепится датчик температуры на выносной стреле, а на основании крышки крепится датчик влажности с защитным козырьком над ним; что датчик влажности закреплен на крышке радиозонда с защитным козырьком над ним в виде опрокинутого блюдца, с боков датчика влажности по периметру крышки расположен скошенный круговой ветрозащитный экран; корпус выполнен из радиопрозрачного материала с фалом для крепления шара-пилота, внутри корпуса помещены приемопередатчик, блок радиотелеметрии, источник питания и антенная система, все электрические соединения выполнены проводами непосредственно или через разъемы, антенная система помещена внутри радиопрозрачного корпуса во избежание механических повреждений, габариты корпуса выбираются минимальными и определяются габаритами электрорадиоэлементов, расположенных в нем.

На фиг. 1-4 показана конструкция радиозонда, на которой изображено: 1 - корпус, 2 - отсек телеметрии, 3 - крышка, 4 - выносная стрела с с датчиком температуры на самом конце, 5 и 6 - пустоты, 7 - батарейный отсек, 8 - датчик влажности с преобразователем, 9 - провода от датчика температуры (на фиг.2) и от датчиков влажности, 10 - крышка над датчиком влажности 8, 11 - круговой ветрозащитный экран.

Корпус 1 АРЗ имеет круговую форму в плане (вид сверху в разрезах), скошенную в верхней части к верху, а в средней и нижней - к низу, дно и верхняя крышка плоские. Диаметр АРЗ в максимальной части лежит в пределах 151±10 мм, высота в пределах 161-190 мм. По боковой поверхности АРЗ крепится шнур (фал) для крепления его к шару-пилоту (условно не показан). К верхней части АРЗ на выносной стреле 4 (в самой ее оконечности) закреплен датчик температуры, крышка 10 выполнена в виде опрокинутого блюдца. Внутри АРЗ находятся блок телеметрии 2, батарейный отсек 7 с крышкой 3, в нижней части АРЗ (наиболее скошенной) находится антенная система, содержащая собственно антенну и приемопередатчик (ППР), антенна представляет собой регулируемый несимметричный λ/4 вибратор (антенна и ППР условно не показаны), от датчиков влажности и температуры идут провода 9 в виде витых пар. Корпус АРЗ выполнен из радиопрозрачного материала, например полистирола (показан штриховкой).

Выбранная форма корпуса наименее подвержена влиянию ветра, т.к. АРЗ в предложенном виде просто вращается (поворачивается) вокруг своей вертикальной оси в ту или иную сторону и не "ложится" на бок, в крайнем случае лишь немного отклоняется от вертикали, что обеспечивает его устойчивое сопровождение метеоРЛС.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в конструировании и производстве аэрологических радиозондов. Техническим результатом является повышение эксплуатационных качеств. Сущность изобретения состоит в том, что корпус радиозонда имеет круговую форму в плане, скошенную в верхней части к верху, а в средней и нижней частях - к низу. К плоской крышке радиозонда горизонтально крепится датчик температуры на выносной стреле, а на крышке крепится датчик влажности с защитным козырьком над ним. Защитный козырек может иметь форму опрокинутого блюдца, а с боков датчика влажности по периметру крышки расположен скошенный ветрозащитный экран. Корпус выполнен из радиопрозрачного материала с фалом для крепления шара-пилота, внутри корпуса помещен приемопередатчик, блок радиотелеметрии, источник питания и антенная система. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Конструкция аэрологического радиозонда, содержащая корпус, датчики метеовеличин, блок радиотелеметрии с антенной системой и источник питания, отличающаяся тем, что корпус радиозонда имеет круговую форму в плане, скошенную в верхней части кверху, а в средней и нижней частях - книзу, к плоской крышке радиозонда горизонтально к ней крепится датчик температуры на выносной стреле, а на основании крышки крепится датчик влажности с защитным козырьком над ним.2. Конструкция аэрологического радиозонда по п.1, отличающаяся тем, что датчик влажности закреплен на крышке радиозонда с защитным козырьком над ним в виде опрокинутого блюдца, с боков датчика влажности по периметру крышки расположен скошенный круговой ветрозащитный экран.3. Конструкция аэрологического радиозонда по п.1 или 2, отличающаяся тем, что корпус выполнен из радиопрозрачного материала с фалом для крепления шара-пилота, внутри корпуса помещен приемопередатчик, блок радиотелеметрии, источник питания и антенная система, все электрические соединения выполнены проводами непосредственно или через разъемы, антенная система помещена внутри радиопрозрачного корпуса во избежание механических повреждений, габариты корпуса выбираются минимальными и определяются габаритами электрорадиоэлементов, расположенных в нем.