Устройство для регистрации грозовых разрядов Советский патент 1986 года по МПК G01W1/16 

Изобретение относится к технике метеорологического приборостроения и может быть использовано для получения характеристик грозовой деятельности.

.Цель изобретения - расширение информационных возможностей устрой- CTjpa за счет регистрации распределения дальностей до грозовых разрядо

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - пример выполнения блока расчета дальности.

Устройство для регистрации грозовых разрядов (фиг. 1) содержит аи- - тенну 1, согласующее устройство 2, первый 3, второй 4 и третий 5 фильтры, одновибратор 6, пороговые устройства 7-9, схему 10 совпадений, расширитель 11 импульсов, регистратор 12, формирователь 13 импульсов, первый 14 и второй 15 пиковые детекторы, блок 16 расчета дальности, амплитудно-импульсный модулятор 17, многоканальный амплитудный анализатор 18.

Блок 16 расчета дальности (фиг.2) может быть выполнен в врще сумматора 19, усилителя 20 и делителя 21.

Устройство работает следующим образом,

Электромагнитный сигнал, генерируемый молнией, воспринимается антенной 1 и через согласующее устройство 2 поступает на входы одновибрато- ра 6 и фильтров 3-5. Когда величина сигна та превысит заданный пороговьм уровень, на каждом из выходов одно- вибратора 6 появляется прямоугольный импульс, длительность которого может быть выбрана равной, например, 1-2 с. Передним фронтом импульса с одного из выходов одновибратора 6 пиковые детекторы 14 и 15 переводятся в рабочее состояние.

Если разряд наземный, амплитуды сигналов на выходах фильтров 3-5 оказываются достаточными для запуска пороговых устройств 7-9, на выходе которых появляются импульсы, одновременно воздействующие на входы схемы 10 совпадения. Сигнал с выхода последней поступает на вход расширителя 11 импульсов, предназначенного для выработки импульса длительностью, например, 1 с, что исключает регистрацию одного и того же разряда несколько раз. Импульй с выхода расширителя 11 регистрируется регистратором 12 и своим задним фронтом запускает формирователь 13 импульсов, который вырабатывает нормализующий импульс, поступающий на управляющий

вход амплитудно-импульсного модулятора 17. При этом на информационный вход модулятора 17 подается квазипостоянное напряжение с выхода блока 16 расчета дальности, величина которого зависит от соотношения сигналов на выходах пиковых детекторов 14 и 15, а следовательно, от соотношения макс:имальных значений сигналов на выходах фильтров 3 и 4. Таким образом, на выходе модулятора 17 появляется импульс с амплитудой, пропорциональной соответствующей дальности до разряда. Этот импульс регистрируется в одном из каналов (выбор коТорого определяет ся его амплитудой) многоканального амплитудного анализатора 18. По окончании процесса измерения количество импульсов в каждом канале анализатора будет пропорционально измеряемому значению эмпирической вероятности разряда молний при дальности до него, соответств./ю- щей данному каналу. Число ординат полученной таким образом кривой

распределения дальности до разрядов равно числу каналов анализатора 18. Задник фронтом импульса с одного из входов одновибратора 6 пиковые детекторы 14 и 15 переводятся в исходное состояние.

Определение дальности до разряда d в блоке 16 вычисления дальности осуществляется в соответствии с формулой

40

d а + bk.

где k - отношение максимальных значений сигналов на выходах фильтров 3 и 4, соответствующих радиационной и электростатической составляющим электромагнитного сигнала, воспринимаемого антенной 1; а и Ъ - коэффициенты уравнения линейной регрессии, позволяющего определить значение d в зависимости от значения k. °Сигнал с выхода блока 21 деления, пропорциональный k, поступает на вход усилителя 20, коэффициент усиле- ния которого равен Ь. Сигнал с выхода усилителя 20 подается на один из входов сумматора 19, на другой вход

3

которого поступает импульс с одного из выходов одновибратора 6, амплитуда которого равна а. Таким образом на выходе сумматора 19 появляется сигнал, величина которого к моменту появления нормализующего /импульса н выходе формирователя 13 пропорциональна d. Этот сигнал подается на информационный вход модулятора 17, где из него вырезается импульс, пригодный для регистрации анализатором 18. , I

Если сигнал, воспринимаемый антенной 1, обусловлен облачным разрядом или представляет собой помеху, хотя бы одно из пороговых устройств 7-9 не запускается, импульс на выходе схемы совпадения отсутствует и следовательно, такой сигнал ни регистратором 12, ни анализатором 18 не регистрируется.

Полосы пропускания фильтров 3 и 4 могут быть выбраны соответственно 500-1250 Гц и 5-10 кГц, а значения коэффициентов а и b могут быть приняты по имеющимся эксперименталь- ньм данным, равными 10,2 и 2,24 соответственно.

233085

Форм

ула И Зобретения

Устройство для регистрации грозовых разрядов по авт. св. № 546834-, отличающееся тем, что, с целью расширения информационных возможностей устройства за счет регистрации распределения дальностей до грозовых разрядов, оно снабжено

одновибратором, первым и вторым пиковыми -детекторами, блоком расчета дальности, амплитудно-импульсным модулятором, формирователем импульсов и многоканальным амплитудным анализатором, при этом вход одновибратора соединен с выходом .согласующего устройства, а выход - с первым входом блока расчета дальности, а также управляющими входа ми первого и второго пиковых детекторов, информационные входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго фильтров, а выходы - с вторым и третьим входами блока расчета дальности, выход которого соединен с многоканальньгм амплитудным анализатором через амплитудно-импульсный модулятор, управляющий вход которого соединен с выходом расширителя импульсов через формирователь импульсов.

Редактор С. Лмжова

.2

Составитель В. Досов Техред О.Гортвай .

Заказ 2765/47Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор М. Максимишинец

Изобретение относится к технике метеорологического приборостроения. Цель изобретения - расширение информационных возможностей устройства. Устройство содержит антенну 1, согласующее устройство 2, фильтры 3, 4 и 5, одновибратор 6, пороговые устройства 7, 8 и 9, схему 10 совпадений, расширитель импульсов 11, регистратор 12, формирователь импульсов 13, детекторы 14, 15, блок расчета дальности 16, амплитудно-импульсный модулятор 17 и многоканальный амплитудный анализатор 18 (МА). Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяют достичь цель изобретения за счет регистрации распре- деле.ния дальностей до грозовых разрядов. На выходе модулятора 17 появляются импульсы с амплитудой, пропорциональной соответствующей дальности до разряда, которые регистрируются в каналах f1A18, Количество импульсов в каналах МА18 пропорционально измеряемому значению эмпирической вероятности разряда молний при дальности до него, соответствующей данному каналу. 2 ил. § (О 00 ел NJ