Пассивный однопунктовый определитель координат молниевых разрядов Советский патент 1991 года по МПК G01S13/95 G01S5/16 

Изобретение относится к радиотехнике, предназначается для определения координат молниевых разрядов или других источников импульсного электромагнитного излучения из одной точки в реальном масштабе времени и может быть использовано в метеорологии, морском транспорте и авиации.

Цель изобретения - повышение точности определения координат.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема определителя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Определитель содержит вертикальную 1 и горизонтальную 2 электрические антенны, первый 3 и второй 4 блоки согласования,

компенсатор 5 помех, фильтр 6 подавления сетевой помехи, измеритель 7 дальности, цифроаналоговый преобразователь 8, индикатор 9 дальности, первый селективный усилитель 10, первую магнитную антенну 11, второй селективный усилитель 12, первый умножитель 13, первый фильтр 14 нижних частот, формирователь 15 сигнала разрешения, вторую магнитную антенну 16, третий селективный усилитель 17, второй умножитель 18, второй фильтр 19 нижних частот, квадратор 20, компаратор 21 и индикатор 22 кругового обзора.

Определитель работает следующим образом.

Электромагнитные импульсы, создаваемые источниками различного происхождео vi го со оо vj

ния. в том числе и молниевыми разрядами, одновременно воздействуют на электрические 1 и 2 и магнитные 11 и 1 б антенны. Если на вертикальную и горизонтальную антенны синфазно воздействует электрическое поле местной индустриальной помехи, то на вертикальную антенну кроме того воздействует вертикальная составляющая электрического поля сигнала, Блоки 3 и 4 согласования выравнивают напряжение синфазной составляющей местной индустриальной помехи, которая затем подавляется при помощи компенсатора 5 помех. На выходе компенсатора 5 помехи существует лишь напряжение, создаваемое полезным некомпенсированным сигналом. Дополнительное подавление сетеврй помехи с частотою 50 Гц производится при помощи фильтра 6 подавления сетевой помехи.

Сигнал, освобожденный от местных индустриальных помех, поступает на измеритель 7 дальности и на первый селективный усилитель 10. С выхода измерителя 7 дальности напряжение UD K D (см, фиг. 2а), пропорциональное дальности, поступает через цифроаналоговый преобразователь 8 на индикатор 9 дальности и на вход компаратора 21.

Импульсные сигналы электромагнитного характера, воспринимаемые магнитными антеннами 11 и 16, при помощи второго 12 и третьего 17 селективных усилителей преобразуются в квазисинусоидальные сигналы вида

Ui Ki f i(t) cos p cosow ;

U2 K2 f2(t) Sin p COS (tio t,(2)

где fi.2(t) - временные функции, описывающие форму огибающей квазисинусоидального сигнала на выходе селективных усилителей 12 и 17;

Ki,2 - коэффициенты пропорциональности.

Параметры селективных усилителей 12 и 17 выбирают так, чтобы fi(t) f2(t) f(t) и Ki тК2 К. Тогда

Ui К f(t) cos p cos ufe t; (3)

U2 К f(t) sin p coswo t. (4)

На выходе первого селективного усилителя 10 опорного сигнала имеется квазисинусоидальный сигнал

Do Кз f3(t) cos Wo t. (5)

Параметры первого селективного усилителя 10 подбирают так, чтобы Кз К и f3(t) f(t), поэтому сигнал на выходе первого селективного усилителя 10 имеет вид

Do К f (t) cos Wo t. (6)

В результате совместного воздействия сигналов, описываемых уравнениямим (3),

(4), (6), на умножители 13 и 18 на выходе фильтров 14 и 19 нижних частот после фильтрации высокочастотных составляющих появляются сигналы вида

К

-к

f2(t) cosp; f2) sinp.

(7) (8)

При воздействии сигналов на квадратурные входы X и Y индикатора 22 кругового обзора на его экране должна высвечиваться прямая линия, тангенс угла наклона которой к оси Y определяется формулой

w-в;.о)

Это означает, что образовавшаяся линия отклонится от оси Y на угол р . Однако эта линия не будет высвечиваться на экране индикатора 22 кругового обзора в отсутствии сигнала подсветки Uz с выхода компаратора 21. u

После появления сигнала разрешения, который формируется при помощи формирователя 15 сигнала разрешения, когда электромагнитный импульс превысит пороговый уровень, на первом входе компаратора 21 появится напряжение UD (см. фиг. 2а).

Одновременно с этим на выходе квадратора 20 появится сигнал

т(т).

НО)

Этот Сигнал воздействует на второй вход компаратора 21.

При выполнении условия U (см.

фиг. 26) на выходе компаратора 21 формируется импульс подсветки Uz (см. фиг. в), высвечивающий только ту часть линий пеленга, которая в момент подсвечивания достигает положения, которое соответствует

расстоянию D до источника молниевого разряда (источника импульсного электромагнитного излучения).

Таким образом, на экране индикатора 22 кругового обзора высвечивается та часть

линии пеленга, которая соответствует полярным координатам D и р молниевого разряда или другого источника импульсного электромагнитного излучения искусственного или естественного происхождения.

По истечении времени, определяемого режимом работы устройства, пассивный од- нопунктный определитель координат молниевых разрядов приводится в исходное положение, необходимое для приема и обработки следующего электромагнитного импульса.

Формула изобретения Пассивный однопунктный определитель координат молниевых разрядов, содержащий первую и вторую магнитные антенны, первый селективный усилитель, индикатор кругового обзора, компаратор и измеритель дальности, а также последовательно соединенные вертикальную электрическую антенну и первый блок согласования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения координат, в него введены формирователь сигнала разрешения и квадратор, а также последовательно соединенные горизонтальная электрическая антенна, второй блок согласования, компенсатор помех и фильтр подавления сетевой помехи, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и индикатор дальности, последовательно соединенные второй селективный усилитель, первый умножитель и первый фильтр нижних частот последовательно соединенные третий селективный усилитель, второй умножитель и второй фильтр нижних частот, при этом выход фильтра подавления сетевой помехи соединен с входом измерителя дальности и вхо-- дом первого селективного усилителя, выход которого соединен с объединенными вторыми входами первого и второго умножителей, объединенными входами квадратора и входом формирователя сигнала разрешения, выход которого соединен с вторым входом измерителя дальности, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход и первый выход которого соединены соответственно с выходом квадратора и первым входом индикатора кругового обзора, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго фильтров нижних частот, причем выходы первой и второй магнитных антенн соединены соответственно с входами первого и второго селективных усилителей, а выход первого блока согласования - с вторым входом компенсатора помех.

Изобретение относится к радиотехнике, предназначается для определения координат молниевых разрядов и других источников импульсного электромагнитного излучения из одной точки в реальном масштабе времени и может быть использовано в метеорологии, морском транспорте и авиации. Цель изобретения - повышение точности определения координат молниевых разрядов. Цель достигается введением в известное устройство, содержащее вертикальную электрическую антенну 1, блок 3 согласования, измеритель 7 дальности, селективный усилитель 10, две магнитные антенны 11, 16, компаратор 21 и индикатор 22 кругового обзора - горизонтальной электрической антенны 2, второго блока 4 согласования, компенсатора 5 помех, фильтра 6 подавления сетевой помехи, цифроаналогового преобразователя 8, индикатора дальности 9, двух селективных усилителей 10, 12, двух умножителей 13, 18, двух фильтров 14, 19 нижних частот, формирователя 15 сигнала разрешения и квадратора 20. 2 ил.

Фие.1

фиг. 2

KUfl t