Устройство для отображения информации о загрязнениях морской поверхности нефтепродуктами Советский патент 1990 года по МПК G01S13/95 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для визуального отображения загрязненных участков водной поверхности.

Цель изобретения - улучшение точности идентификации нефтяных загрязнений морской поверхности.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для отображения информации о загрязнениях морской поверхности нефтепродуктами; на фиг. 2 - пример выполнения блока управления , на фиг. 3 пример выполнения второго формирователя, на фиг. k - пример выполнения мишени запоминающей электронно-лучевой трубки.

Устройство (фиг.1) содержит приемопередатчик 1, антенный блок 2, амплитудный селектор 3, усилитель k записи, коммутатор 5 усилителя записи, задающий генератор 6, коммутатор 7 временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ), блок 8 управления, блок 9 отображения информации, коммутатор 10 модулятора, запоминающую электронно-лучевую труб- ку (ЗЗЛТ) 11, коммутатор 12 мишени, коммутатор 13 усилителя считывания, усилитель И считывания, генератор 15 разверток, усилитель 16 развер- то№ и сопротивление 17 нагрузки, -ч блок 8 управления (фиг,2) содеом чт первый триггер 18, второй триггер 1, третий триггер 20,четвертый триггер 21, первый формирователь 22, второй формирователь 23, первый элемент И-НЕ 2k, второй элемент 25,третий элемент И-HF. 26, первую линию 27 задержки, первый элемент НЕ 28, вторую линию 29 задержки, элемент И 30 и ключ 31 а второй формирователь 23 (фиг. 3) содержит счетчик 32, делитель 33 частоты, коммутатор 3 формирователя, пятый триггер 35, шестой триггер 3&, четвертый элемент И-НЕ 37, пятый элемент И-НЕ 38, шестой элемент И-НЕ 39, второй элемент НЕ 40, третий элемент НЕ И и второй элемент И k2, а мишень ЗЭЛТ 11 (фиг.4) содержит диэлектрическую мозаику 43, проводящую подложку 44 и выравнива ющую сетку 45.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени замыкается ключ 31 блока 8 управления, и по команде, формируемой на четвертом

10

15504

выходе блока 8 управления, устройство для отображения информации о загрязнениях водной поверхности нефтепродуктами переводится в режим Подготовка. По этой команде с выходов генератора 15 разверток, на входы которого подаются синусно-косинусные напряжения от антенного блока 2 и синхроимпульсы от задающего генератора 6, напряжения через усилитель 16 разверток поступают на фокусирую- ще-отклоняющую систему ЗЗЛТ 11, формирующую радиально-круговой растр, причем луч ЗЭЛТ 11 отпирается полностью подающимися на катод ЗЭЛТ 11 с третьего выхода блока 8 управления импульсами, по длительности совпадающими с прямым ходом развертки. Электронный луч постоянной плотности сканирует диэлектрическую поверхность мишени. При этом коммутатор 5 усилителя записи и коммутатор 13 усилителя считывания отключают усилитель 4 записи и усилитель 14 считывания от выхода ЗЭЛТ 11. На проводящую подложку 44 мишени через сопротивление 17 ( кПм) подается смещающее на15

20

25

0

5

0

5

0

5

пряжение с коммутатора 12 мишени. Re- личина смещающего напряжения на 4- 5 В меньше напряжения выравнивающей сетки 45, которая находится под постоянным потенциалом (например, на проводящую подложку триггера 18 подается +495 В, а на выравнивающую сетку +500 В).

Коэффициент вторичной электронной эмиссии диэлектрика мишени в этом случае больше единицы, и элементы диэлектрической мозаики 43 приобретают положительный заряд. Потенциал элементов диэлектрической мозаики 43 будет повышаться до тех пор, пока не будет достигнут потенциал выравнивающей сетки 45. После 2-3-кратного сканирования все элементы диэлектрической мозаики 43 мишени будут иметь потенциал +5 В по отношению к потенциалу проводящей подложки 44 мишени (фиг. 4). Вторичные электроны собираются выравнивающей сеткой 45 (фиг.З), т.е. элементы диэлектрической мозаики 43 приобретают потенциал, равномерный по всей поверхности, после чего устройство автоматически переводится командой с второго выхода блока 8 управления в режим Запись. При этом коммутатор 7 ВАРУ разрывает цепь ВАРУ, которая более не поепят51

ствует появлению в видеосигнале составляющей, характеризующей рассеяние сигнала РЛС на мелкоструктурной морской ряби: коммутатор 5 усилителя записи разрешает прохождение видеосигнала на проводящую подложку 44 мишени ЗЭЛТ 11, коммутатор 10 модулятора на модулятор ЗЭЛТ 11 подает напряжение, соответствующее типовому режиму. На выходе коммутатора 12 мишени устанавливается напряжение порядка +15 В, которое через сопротивление 17 подается на проводящую подложку 44 мишени ЗЭЛТ 11. Генератор 15 разверток обеспечивает развертку луча ЗЭЛТ 11 в радиально-круговой растр, вращающийся синхронно и син- фазно с антенной РЛС,

Видеосигнал с приемопередатчика 1 поступает на вход амплитудного селектора 3, который пропускает на вход усилителя 4 записи только ту часть сигнала, амплитуда которого находится в пределах диапазона, задаваемого в амплитудный селектор 3 внешней оперативной регулировкой. Далее сигнал, усиленный усилителем 4, поступает через коммутатор 5 на мишень ЗЭЛТ 11.

8 течение последующего режима записи потенциал проводящей подложки 44 мишени ЗЭЛТ 11 модулируется входным видеосигналом, представляющим собой рассеянный сигнал морской поверхности с нефтяными загрязнениями, в то время как электронный луч постоянной плотности сканирует мишень по всей ее поверхности по закону ра- диально-кругового растра. Для эффективного выделения сигналов нефтяного пятна или нефтепродуктов из рассеянных морской поверхностью зонлирую- щих сигналов производится интегрирование декоррелированных сигналов в ЗЭЛТ за счет многократного накопления, что позволяет увеличить соотношение сигнал/шум и тем самым повысить вероятность обна1 ружения пятна. В зависимости от выбранного количества кадров накопления размах записываемого видеосигнала и, следовательно, потенциал подложки 44 регулируется в пределах 0-5 В соответственно для уровня белого и черного. Коэффициент вторичной электронной эмиссии элементов диэлектрической мозаики 43 G 1 И электронный луч смещает потенциал их (элементов) в сторону потенциала катод

5506

когда коммутирует данный участок.После n-кратного сканирования мишени радиально-круговым растром на диэлектрической мозаике 43 образуется потенциальный рельеф, представляющий собой средненную запомненную радиолокационную обстановку.

В результате накопления те участки диэлектрической моззики 43, на которых записывался уровень белого (т.е. уровень видеосигнала на этих участках был минимален, что соответствовало отраженному сигналу

c от загрязнения), приобретают потенциал величиной в - 15В, а участки, на которых записывался уровень черного (т.е. уровень видеосигнала на этих участках был максимален, что

соответствовало отраженному сигналу от чистой поверхности), приобретают потенциал величиной в -20 В.

В режиме Запись предусмотрена возможность накопления 2,4,8,16 или

5 20,40,80,160,320 радиолокационных изображений, оперативно выбирается в зависимости от степени волнения моря. Выбор количества накапливаемых изображений производится в блоке

о & управления.

По окончании режима Запись на пятом выходе блока 8 управления устанавливается команда Считывание. В результате на выход коммутатора 10 модулятора подается напряжение, со$ ответствующее типовому режиму, а на выходе аналогичного коммутатора 12 мишени устанавливается напряжение порядка +10 В.

Те части диэлектрической мозаики 43 ЗЭЛТ 11, на которых был записан уровень белого, будут иметь по отношению к катоду ЗЭЛТ 11 потенциал -5 В, а части, на которых был записан уровень черного - потенциал

.-10 В, уровни серого принимают промежуточное значение от 5 ло -10 В по отношению к катоду ЗЭЛТ 11„ Величина напряжения проводящей подложки 44 (+10 В) выбрана так, чтобы электронный луч мог пройти в промежутках между изолированными островками диэлектрической мозаики 43 в областях, где записан уровень белого и не мог пройти, где записан уровень

5 черного.

Накопленный потенциальный рельеф

в режиме Считывание изменяет траектории электронов считывающего луча. Электронный луч с постоянной плотно-0

0

стЬю тока коллимйруется таким образом, чтобы электроны попадали на мишень под прямым углом. Заряженные диэлектрические и проводящие элементы мишени ЗЭЛТ 11 образуют некоторое подобие электростатической сетки, - которая управляет величиной тока электронного луча, достигающего мишени. В цепи сопротивления 17 будет протекать ток, величина которого однозначно связана с накопленным потенциалом. С приходом на второй вход коммутатора 13 усилителя считывания команды Считывание разрешается прохождение считанного сигнала через усилитель 14 считывания на первый вход блока 9 отображения информации, на другие входы которого подаются с генератора 15 разверток напряжения развертки« На экране при этом наблюдается фрагмент морской поверхности с имеющимися пятнами.

Блок 8 управления (фиг.2) функционирует следующим образом.

Команда Пуск вырабатывается первым формирователем 22 при замыкании ключа 31. При этом первый и второй триггеры 18 и 19 переводятся в состояние, соответствующее режиму Подготовка, одновременно по первому входу.запускается второй формирователь 23, а третий и четвертый триггеры 20 и 21 устанавливаются в 1 по выходам Q. Синхронизируемый импульсами курсовой отметки с антенного лока 2 РЛС (от преобразователя угол- код) второй формирователь 23 вырабатывает на первом выходе импульс, лительность которого соответствует заранее заданному числу оборотов антенны, выбираемому по наилучшему стиранию. На это время открывается коммутатор 10 модулятора ЗЭЛТ 11 и осуществляется стирание ранее записанной нформации. По заднему фронту сформиованного импульса на втором выходе второго формирователя 23 вырабатыватся короткий импульс, который через открытые третьим и четвертым триггеами 20 и 21 элемент И 30 и третий лемент И-НЕ 26 переводит первый и второй триггеры 18 и 19 в режим Заись, и через вторую линию 29 задержки по второму входу запускает вновь второй формирователь 23 и переводит етвертый триггер 21 в исходное сотояние. Далее второй формирователь 23 вырабатывает на первом выходе им0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пульс (временные ворота), равный по длительности 1, 2, 4, 8 или 16 оборотам антенны, или, при подключении делителя частоты 33, соответственно (1,2,4,8,1б)х20 оборотам.

Время задержки на второй линии 29 задержки выбирается достаточным ; для перекоммутации ЗЭЛТ 11 из режима Подготовка в режим Запись. По заднему фронту временных ворот импульс с второго выхода второго формирователя 23 через элементы И 30 И И-НЕ 25 переводит первый и второй триггеры 18 и 19 в режим Считывание1 и через первую линию 27 задержки, третий триггер 20 - в исходное состояние. При поступлении новой команды Пуск описанный процесс повторяется .

Второй формирователь 23 (фиг.З) работает следующим образом.

I

Импульсы отметки курса поступают на счетчик 32, с выходов которого меандры длительностью 1, 2, 4, 8 или 16 оборотов антенны подаются на коммутатор 34, переключаемый с пульта управления (переключающие связи не показаны). По выбору оператора соответствующий меандр поступает непосредственно либо с выхода коммутатора 34, либо через делитель 33 частоты на вход четвертого элемента И-НЕ 37 и на входы третьего элемента НЕ 41 и второго элемента И 42. Последние формируют короткий импульс по положительному перепаду меандра. Если на первый и второй входы второго формирователя 23 поступает импульс запуска, то шестой триггер 36, перебрасываясь, открывает шестой элемент И-НЕ 39, и тогда очередной короткий импульс перебрасывает пятый триггер 35, открывая четвертый элемент И-НЕ 37, и положительный перепад меандра, проинвертированный четвертым элементом И-НЕ 37 поступает на первый выход формирователя 23. По заднему фронту перепада импульс с выхода пятого элемента И-ПЕ 38 переводит пятый и шестой триггеры 35 и 36 в исходное состояние и поступает на второй выход второго формирователя 23.

Сравнительный анализ показал, что предлагаемое .устройство обеспечила915 155010

ет лучшее качество отображения мор-получать более качественную информаской поверхности за счет накопленияцию о степени загрязнения морской

сигнала и, следовательно, позволяетповерхности нефтепродуктами.

Цель изобретения - улучшение точности идентификации нефтяных загрязнений морской поверхности. Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор, приемопередатчик и антенный блок, генератор разверток, блок управления и последовательно соединенные усилитель считывания и блок отображения информации. Дополнительно введены коммутатор временной автоматической регулировки усиления, последовательно соединенные амплитудный селектор, усилитель записи, коммутатор усилителя записи, запоминающая электронно-лучевая трубка, усилитель разверток, коммутатор модулятора, коммутатор мишени и коммутатор усилителя считывания.

От преобразователя уго/}- код

ОЭиг.1

Фиг. 2

От преобразователяугол-код

L

т

Второй вход

Первый бход

Пербый выход fa

Второй быход А

PU8.J

ИЗ W

п п п/

ИЗ М 45

„.„

п п :

Фиг. 4