ПЕРЕНОСНОЙ АМПЛИТУДНЫЙ РАДИОПЕЛЕНГАТОР Российский патент 2013 года по МПК G01S3/00 H01Q21/28 

Предлагаемый радиопеленгатор относится к области радиотехники и может быть использован при решении задач радиопеленгации с помощью переносных (малогабаритных) средств в декаметровом и метровом диапазонах радиоволн.

Известны переносные амплитудные радиопеленгаторы (авт. свид. СССР №№558584, 754988; патенты РФ №№2012010, 2161863, 2236689; патент США №3778834; патент Японии №4089588; Васин В.В. Справочник-задачник по радиолокации. М.: Сов. Радио, 1977, с.33-34, рис.1.18; Вартанесян В.А. Спортивная радиопеленгация. - М.: ДОСААФ, 1980, с.52 и др.).

Из известных радиопеленгаторов наиболее близким к предлагаемому является «Переносной амплитудный радиопеленгатор» (патент РФ №2236689, G01S 3/34, 2004), который и выбран в качестве прототипа.

Известный радиопеленгатор обеспечивает увеличение разрешающей способности и помехозащищенности при сохранении массогабаритных характеристик за счет обеспечения обработки сигналов, принимаемых по основному и дополнительному приемным каналам. При этом реализуется определение пеленга на источник радиоизлучения по максимальному уровню принимаемого сигнала с возможностью его прослушивания на телефон и осуществления дополнительной селекции этого источника по его характерным признакам.

В известном радиопеленгаторе реализуется определение направления на источник радиоизлучений (ИРИ) (пеленга) по максимальному уровню принимаемого сигнала с возможностью его прослушивания на телефон. При этом используется антенная система с широкой диаграммой направленности, у которой отсутствует ярко выраженная точка экстремума, что снижает точность определения азимута (пеленга) на ИРИ. Для формирования узкой диаграммы направленности необходима сложная антенная система больших габаритов, что не всегда можно технически реализовать на практике. Целесообразно просуммировать сигналы, принимаемые штыревой и рамочной антеннами, которые формируют круговую и кардиоидную диаграмму направленности и используют метод минимума. Кардиоидная диаграмма направленности имеет значительную крутизну и, кроме того, меняет знак в зависимости от направления на ИРИ, что может быть использовано для автоматического слежения за подвижными ПРИ.

Технической задачей изобретения является повышение точности определения азимута на источник радиоизлучений и обеспечение возможности для автоматического слежения за его перемещениями.

Поставленная задача решается тем, что переносной амплитудный радиопеленгатор декаметрового и метрового диапазонов длин волн, содержащий, в соответствии с ближайшим аналогом, штыревую и рамочную антенны, два приемных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных входной цепи, вход которой является входом приемного канала, усилителя высокой частоты, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты и детектора, выход которого является выходом приемного канала, и последовательно соединенные усилитель низкой частоты и телефон, при этом к входу основного приемного канала подключена штыревая антенна, к выходам основного и дополнительного приемных каналов подключено вычитающее устройство, отличается от ближайшего аналога тем, что он снабжен платформой, редуктором, блоком деления, пороговым блоком, двумя ключами, фазовым детектором, блоком формирования управляющего напряжения, мотором и сумматором, причем, штыревая антенна размещена между вертикальными рамками рамочной антенны на платформе с возможностью ее вращения в горизонтальной плоскости, штыревая и рамочная антенны через сумматор подключены к входу дополнительного приемного канала, к выходу основного приемного канала последовательно подключены блок деления, второй вход которого соединен с выходом вычитающего устройства, а выход подключен к входу усилителя промежуточной частоты основного приемного канала последовательно подключены фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты дополнительного приемного канала, блок формирования управляющего напряжения, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом порогового блока, и мотор, связанный через редуктор с платформой, редуктор снабжен указателем угла.

Структурная схема переносного амплитудного радиопеленгатора представлена на фиг.1, взаимное расположение штыревой 1 и рамочной антенны 2 показано на фиг.2, вид сбоку - фиг.2,а, вид сверху сечения - фиг.2,б. Диаграммы направленности штыревой 1 и рамочной 2 антенн показаны на фиг.3. Пеленгационные характеристики изображены на фиг.4.

Переносной амплитудный радиопеленгатор, содержащий штыревую 1 и рамочную 2 антенны, которые размещены на платформе 12 с возможностью ее вращения в горизонтальной плоскости, два приемных канала 3.1. и 3.2, каждый из которых состоит из последовательно соединенных входной цепи 7.1 (7.2), вход которого является входом приемного канала, усилителя 8.1 (8.2) высокой частоты, преобразователя 9.1 (9.2) частоты, усилителя 10.1 (10.2) промежуточной частоты и детектора 11.1 (11.2), выход которого является выходом приемного канала. К выходу первого детектора 11.1 последовательно подключены блок 15 деления, второй вход которого соединен с выходом второго детектора 11.2, пороговый блок 16, первый ключ 17, второй вход которого через вычитающее устройство 4 соединен с выходами первого 11.1 и второго 11.2. детекторов, усилитель 5 низкой частоты и телефон 6. К выходу первого усилителя 10.1 промежуточной частоты последовательно подключены фазовый детектор 18, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя 10.2 промежуточной частоты, блок 19 формирования управляющего напряжения, второй ключ 20, второй вход которого соединен с выходом порогового блока 16, и мотор 21, связанный через редуктор 13 с платформой 12, редуктор 13 снабжен указателем 14 угла. К входу основного приемного канала 3.1 подключена штыревая антенна 1. Штыревая антенна 1 и рамочная антенна 2 через сумматор 22 подключены к входу дополнительного приемного канала 3.2.

Переносной амплитудный радиопеленгатор работает следующим образом.

Сигналы, принимаемые антеннами 1 и 2, поступают соответственно на основной и дополнительные приемные каналы 3.1 и 3.2, где производилось их предварительное (8.1 и 8.2) усиление, преобразование (9.1 и 9.2), основное (10.1 и 10.2) усиление и детектирование (11.1 и 11.2). при этом принимаемые сигналы поступают через сумматор 22 на вход дополнительного приемного канала 3.2. Штыревая антенна 1 размещена между вертикальными рамками рамочной антенны 2 на платформе 1/2 с возможностью ее вращения в горизонтальной плоскости.

Амплитуда сигнала на выходе детектора 11.1 не зависит от направления прихода входного сигнала из-за круговой диаграммы направленности штыревой антенны 1 (фиг.3). Рамочная антенна 2 вместе со штыревой антенной 1 образуют кардиоидную диаграмму направленности, которую вращают до совмещения нулевого провала с направлением на источник радиоизлучений (ИРИ) (фиг.3). Амплитуда сигналов с этого направления на выходе детектора 11.2 близка к нулю, поэтому на выходе блока 15 деления в этот момент напряжение будет максимальным. Это напряжение сравнивается с пороговым напряжением U_пор в пороговом блоке 16. величину порогового уровня U_пор выставляют так, чтобы пороговый блок 16 срабатывал только от сигналов, приходящих с нулевого направления. При превышении порогового уровня U_пор пороговый блок 16 срабатывает и формирует постоянное напряжение, которое поступает на управляющие входы ключей 17 и 20, открывая их. В исходном состоянии ключи 17 и 20 всегда закрыты.

Усиленные и продетектированные сигналы U₁(β) и U₂(β) поступают на входы вычитающего устройства 4, осуществляющего операцию вычитания U₁(β)-U₂(β). Результат вычитания Uв(β)=U₁(β)-U₂(β) в случае совпадения нулевого провала с направлением на ИРИ достигает максимального значения и через открытый ключ 17 поступает на вход усилителя 5 низкой частоты и после усиления позволяет осуществлять пеленгование по максимуму прослушиваемого в телефоне 6 сигнала.

Напряжения U_пр1(t) и U_пр2(t) промежуточной частоты с выходов усилителей 10.1 и 10.2 промежуточной частоты одновременно поступают на входы фазового детектора 18, на выходе которого формируется управляющее напряжение, амплитуда которого определяется степенью отклонения нулевого провала кардиоидной диаграммы направленности от направления на ИРИ, а полярность - стороной отклонения. Это напряжение через блок 19 формирования управляющего напряжения и открытый ключ 20 воздействует на мотор 21, связанный через редуктор 13 с платформой 12, так, что возникшее рассогласование устраняется.

Следящая система, состоящая из фазового детектора 18, блока 19 формирования управляющего напряжения, ключа 20, мотора 21, редуктора 13 и платформы 12, на которой установлены штыревая 1 и рамочная 2 антенны, отрегулирована таким образом, что нулевой провал кардиоиды всегда совпадает с направлением на ИРИ. При этом угловое перемещение источника радиоизлучений или радиопеленгатора или того и другого в процессе пеленгования все время компенсируется соответствующим поворотом платформы 12. Редуктор 13 снабжен указателем 14 угла, который обеспечивает отсчет истинного азимута β_и на источник радиоизлучений.

Таким образом, предлагаемый радиопеленгатор по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение точности определения азимута на источник радиоизлучений и возможность автоматического слежения за его перемещениями. Это достигается совместным использованием штыревой и рамочной антенн, установленных на платформе, и формированием кардиоидной диаграммы направленности. Метод минимума кардиоидной диаграммы направленности (прохождение через нуль), наряду с высокой точностью и чувствительностью, обладает еще одним весьма существенным преимуществом нулевых методов, а именно: амплитуды входных сигналов и их флюктуации не оказывают влияния на результаты пеленгации.

Заявитель просит рассмотреть излагаемые материалы на предмет выдачи патента РФ на изобретение.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при решении задач радиопеленгации с помощью переносных (малогабаритных) средств в декаметровом и метровом диапазонах радиоволн. Технический результат - повышение точности определения азимута на источник радиоизлучений и обеспечение возможности для автоматического слежения за его перемещениями. Переносной амплитудный радиопеленгатор содержит штыревую 1 и рамочную 2 антенны, основной 3.1 и дополнительный 3.2 приемные каналы, вычитающее устройство 4, усилитель 5 низкой частоты, телефон 6, входные цепи 7.1 и 7.2, усилители 8.1 и 8.2 высокой частоты, преобразователи 9.1 и 9.2 частоты, усилители 10.2 и 10.2 промежуточной частоты, детектор 11.1 и 11.2, платформу 12, редуктор 13, указатель 14 угла, блок 15 деления, пороговый блок 16, ключи 17 и 20, фазовый детектор 18, блок 19 формирования управляющего напряжения, мотор 21 и сумматор. 5 ил.

Переносной амплитудный радиопеленгатор декаметрового и метрового диапазонов длин волн, содержащий штыревую и рамочную антенны, два приемных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных входной цепи, вход которой является входом приемного канала, усилителя высокой частоты, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты и детектора, выход которого является выходом приемного канала, и последовательно соединенные усилитель низкой частоты и телефон, при этом к входу основного приемного канала подключена штыревая антенна, к выходам основного и дополнительного приемных каналов подключено вычитающее устройство, отличающийся тем, что он снабжен платформой, редуктором, блоком деления, пороговым блоком, двумя ключами, фазовым детектором, блоком формирования управляющего напряжения, мотором и сумматором, причем штыревая антенна размещена между вертикальными рамками рамочной антенны на платформе с возможностью ее вращения в горизонтальной плоскости, штыревая и рамочная антенны через сумматор подключены к входу дополнительного приемного канала, к выходу основного приемного канала последовательно подключены блок деления, второй вход которого соединен с выходом дополнительного приемного канала, пороговый блок и первый ключ, второй вход которого соединен с выходом вычитающего устройства, а выход подключен к входу усилителя низкой частоты, к выходу усилителя промежуточной частоты основного приемного канала последовательно подключены фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты дополнительного приемного канала, блок формирования управляющего напряжения, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом порогового блока, и мотор, связанный через редуктор с платформой, редуктор снабжен указателем угла.