Устройство измерения параметров морского волнения Советский патент 1980 года по МПК G01S9/60 

1

Изобретение относится к радиолокации, , частности к использованию раднопока нонной станции для океанографииесках исследований.

Известно устройство для измерения параметров морского волнения, в котором необходимо найти четыре курсовых угла. Интенсивность эхо-сигналов для этих углов имеет экстремумы. По максимумам эхо-сигналов опредепвпот главное направление движения юпн, а по минимумам линию гребней jl .

Недостатком указанного устройства является невозможность определения скорости движения морской волны.

Наиболее близким решением из известных к предлагаемому является устройство измерения параметров морского волнения, $ 0держащее блок определения периода морских волн, а также генератор строб-импульсов, выход которого соединен с первьол входом первого блока стробирования по дальности с детектором огибающей амплитуд эхосигналой а вькод

его - с входом первого фильтра низках частот {2 ,

Недостатком указанного устройства является невозможность определения ско рости морской волны.

Целью изобретения является определи. ние скорости морских волн.

Цель достигается тем, что в устройство измерения параметров морского волнения, содержащее блок определения пеtoриода морских волн, а также генератор строб-импульсов, выход которого соединен с первым входом первого блока стробирования по дальности с детектором огибающей амплитуд эхо-сигналов,

5 а выкод - с входом первого фильтра низких частот, дополнительно введены линия задержки, второй блок стробирования по дальности с д-етектором огибающей aN шгатуд эхо-сигналов, второй фильтр квх часггот и блок определения скорости морской волны, причем выход генератора строб-импульсов через линию за дер ИСКИ соединен с-первым входом втого блока стробирования по дальности с детектором огибающей амплитуд-э.хосигналов второй вход соединен с вторым аходом первого блока стробирования по дальности, выход второго блока строби-v рования по дальности через второй фильтр низких частот соединен с первым входом блока определения скорости морской волны, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра низких частот, два

выхода блока определения скорости морской волны соединены с соответствующими входами блока определения периода мсрских волн.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммыданного устройства.

Устройство содержит генератор стробимпульса 1, который формирует строб дальности, задержанный относительно зoнд фyющeгo импульса РЛС, блок 2 стробирования по дальности с детектором огибающей, фильтр 3 низких частот, линию задержки 4, которая осуществляет задержку строба дальности для блока 5 стробирования с детектором огибающей относительно строба блока 2, фильтр 6 низких частот, блок 7 измерения и индикации скорости морской волны и блок 8 измерения и индикации периода морских воЛй.

Один из вариантов реализации блока измерения и индикации скорости морской волны показан на схеме. Она содержит две триггера Шмидта 9 и 1О, формирующие импульсы прямоугольной фермы КЗ сигналов, соответствующих мсрским волнам с выходов фильтров 3 и 6 низких частот, триггер 11, формирующий импульс с длительностью, равной сдвигу во времени между импульсами с выходов триггеров Шмидта 9 и 10; генератор 12 падающего напряжения, генератор 13 пилообразного напряжения, компаратор 14, триггер 15, формирующий импульс с длительностью, пропорциональной скорости морской волны, схему совпадения 1Q, Генератор 17 счетных импульсов, счетчик 18, блок 19 цифровой индикации скорости морской волны. Блок 8 измерения и индикации периода морской волны содержит триггер 20, формирующий импульс с длительностью, равной периоду морской волны; схему совпадения 21, счетчик 22 и блок 23 цифровой индикации периода мсрских волн.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы синхронизации РЛС поступают на генератор строб-импульсов 1, который формирует стробирующие импульсы,задержанные относительно зондирую-

щего импульса РЛС на время, необходимое для стробирования выбранного участка морской поверхности. Отраженные от поверхности моря сигналы после их линейного усиления и детектирования

поступают на блоки 2 и 5 стробирования с детектором огибающей куда приходят и стробирующие импульсы. Величина задержки ТзоЭ составляет доли микросекудны, поэтому стробируются два соседних участка поверхности моря. Выходные напряжения блоков 2 и 5 соответствуют огибающим амплитуд эхо-сигналов, отраженных от выбранных частков моря. С помощью фильтров 3 и 6 низких час-

0 тот выделяются лишь низкочастотные составляющие этих огибающих, которые связаны с модуляцией эхо-сигналов морскими волнами.

Последующие блоки осуществл5пот измерение задержки между всплесками выходных напряжений фильтров 6 и 3, по которой определяется скорость волны, а также время между всплесками напряжения на вькоде фильтра 6, которое

0 соответствует периоду морской волны.

Из выходных сигналов U-i и Ut, фильтров 3 и 6 с помощью триггеров Шмидта 9 и Ю формируются импульсы прямоугольной формы L)( и Передним фронтом импульса перебрасывается три1. гер 11 в состояние 1, а передний фронт импульса Ы возвращает его в исходное состояние. Следовательно, на выходе триггера 11 сформируется импульс напряжения Ц , длительность которого равна задержке между напряже.ниями U(, и выходов фильтров 6 и 3. Этот импульс запускает генератор 12 подающего напряжения, на выходе которого поддерживается постоянным то на- пря;и;ение, которое будет в момент окончания импульса с выхода триггера 11. Это напряжение, пропорциональное скорости морской волны, с помощью гене. ратора. 13 пилообразного напряжения, компаратора 14 и триггера 15 преобразуется в соответствующий ему временной ин5 тервал Ц, который через схему совпадения 16 заполняется счетными . сами и генератора 17. Зто количество счетных импульсов соответствует pe-itfчине скорости морской волны и оно с 57 помощью счетчика 18 и рка 19 цифровой индикадии KHAHUHpyeTCJT, Сигнал с выхода триггера Шмидта 10 используется также для измерения периода морской болны. Для этого передним фронтом импульса Од с выхода три1. гера Шмидта 1О перебрасывается трипгер 2О. из одного состояния в другое. Поэтому длительность импульса Unn выходе триггера 2О равна периоду морской волны. Этот импульс открьюает схем совпадения 21 и импульсы генератора 16счетных импульсов (Щ проходят на счетчик 22. Блок 23 цифровой индикации индицирует значение периода морской вол ны. Сопоставление результатов измерений которда были проведены оптическим споЪобом с использованием данного устройства в прибрежной зоне моря при волнения 4 балла, дало следующие результаты. Скорость волны по оптическомуспо собу находилась в пределах 7,5-7,0м/Cj рокйзания устройства - 7,5-7,1 м/с, причем-в каждом конкретном измерений результаты отличались не более, чем на 4,5%. Формула изобретения Устройство измерения параметров мор ского волнения, содержащее блок определения периода морских волн, а также генератор строб-импульсов, выход кото1рого соединен с первым входом первого блока стробировакия по дальности с детектором огибающей амплитуд эхо-сиг налов, а выход - с входом первого фильтра низких частот, отличающееся тем, что, с целью определения скорости морских волн, в него дополнительно введены линия задержки, второй блок стробирования по дальности с детектором огибающей амплитуд эхои игналов второй фильтр низких частот и блок определения скорости морской волны, придем выход генератора строб-импульсов через линию задержки соединен с первым входом второго блока стробировання по дальг ности с детектором огибающей амплитуд эхо-сигналов, второй вход которого соединен с втсрыь- входом первого блока стробирования по дальности, выход второго блока стробиро-вания по дальности через второй фильтр низких частот соединен с первым входом блок определения скорости морской волны, второй вход которого соединен с выходом первсяго фильтра низких частот, два выхода блока определения скорости морских воли соединены с соответствующими входами блока определения периода морских волн. Источники ннффмации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР NO 294116, кл. Q 01 S 9/60, 1968. 2.Патент США № 3731306, кл. 343-5, опублик. 1973 (прототип).

-d

Uv

yv

fe/

y

n

n

n

n