Устройство для измерения ионосферногопОглОщЕНия РАдиОВОлН Советский патент 1981 года по МПК G01N22/00 

, :

Изобретение относится к радиотехншсе и может использоваться для измерения поглснцения радиоволн в ионосфере.

Известно устройство для измерения .ионосферного поглощения радиоволн, содер жащее излучатель, двухкднальный приемник и решающий блок р.

Однако точность измерений извес- ним устройством недостаточна. .

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что В: устройство для измерения ионосферного поглощения радиоволн, содерт излучатель, двухканальнь1й емннк и ре111а11щий блок, между выходом двухканального приемника и входом решающего блока последовательно включены двукканальный фильтр, двухканальный спектроанализатор, блок выделения спектров, блок частотного стробирования и преобразователь спектра, при этом между выходом второго канала

блока ВЕеделения спектров и входом второго канала блока частотного стробиг рования включен селектор,к второму входу которого подключен введенный блок форьа1роваш1я углового строба.

На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства для измерения ионосферного пбглощения радиоволн.

Устройство содержит излучатель 1, двухканальный приемник 2, решающий блок 3, двухканальный фильтр 4, двухканальный спектроанализатор 5, блок 6 выуцеления спектров, блок 7 частотного стробирования, npeoбpaзoвateль 8 спектра, селектор 9, блок 10 формирователя углового строба.

Устройство для измерения ионосферного поглощения радиоволн работает следующим образом.

Двухкайальный приемник 2 обеспечивает пространственно-разнесенный прием многомодового волнового поля,создаваемого излучателем 1 в месте располо.38 жения приемной части устройства. Это многомодовое поле образовано разными модами распространения. Устройство обеспечивает выделение из многомодового поля той части энергии, которая соответствует одному из модов. Вьщелевие требуемой энергии обеспечивается всей совокупностью элементов устройства. Напряжение с выхода двухканального приеЫиика 2 поступает на двухканальный фильтр 4, функцией которого является вьщеление из всего частотного интервала полосы частот 10-30 Гц, Влияние ионосферных изменений обыч-. ;о приводит к доплеровским сдвигам частоты от аженпото сигнала 1-2 Гц и только в особых случаях до 10-15 Гц на наклонных радиотрассах. Выбранная полоса обеспечивает, таким образом, при настройке двухканального приемника 2 на несущую частоту пропускание требуемой энергии и подавление осталь ной части спектра сигнала. Это позволяет для диагностики ионосферы в качестве излучателя 1 выбрать, например вещательнзпо радиостанцию. После узког полосной фильтрации в двухканапьном спектроанализаторе 5. производят спект ральный анализ напряжений каждого из каналов. На выходе двухканального спектроанализатора 5 получают два ком плексных спектра, которые соответствуют двум точкам в пространстве, выбранным для пространственно-разнесенного приема. Эти два комплексшлх спек ра поступают на входы блока 6, где происходит выделение спектра мощности и частотного Спектра вертикального угла прихода. Разделение модов достигается в измеряеьмх спектрах в связи с тем, что различные моды распространения, отражаясь в своих областях ионосферы, имеют, свои доплеррвские сдвиги частоты. Если два мода имеют сдвиги частоты Д и разрешение в спектрах, будет достигнуто, если выбранный временной интервал анадиза Т удовлетворяет неравенству лР /(Af )i.r Спектр мощности в блоке 6 образуется согласно выражению S(W) /(U))/ /S(w) а частотный спектр вертикального угла прихода - согласно выражению od(w) arccosj(x(w)/.- x(w)/x,5j 2 -горизонтальный интерферометр, L ( c.rcsi п(х (0)/ J - ч -вертикальный интерферометрi где - длина радиоволны; ; d - расстояние между антеннами; HQ - высота подвеса первой антенны. Выход блока 6, содержащий спектр мощности, соединен непосредственно с одним из входов блока 7, где происходит частотное стробирование спектра. Другой выход блока 6,. содержащий частотный спектр вертикгшьного угла прихода, соединен с селектором 9. Блок 10 образует угловой строб на основании априорно-вводктых данных об ожидаемом угле прихода требуемого мода. Этот строб поступает в селектор.9, на другом входе которого действует частотный спектр вертикального угла прихода oi ((о) , Селектор 9 для каждой частоты спектра СО формирует функцию h(Q) типа да, нет (п1ри попадании яли непопадании оС (Со) . в . заданный (блоком 10 строб). Блок 7 частотного стробиррвания обеспечивает выделение той части спектра g (ы), которая doответствует участку да функции h (оэ) . Его действие можно представить формулой а g(cj) S(a))-h(co). Босле блока 7 g ((j) поступает в преобразователь 8 спектра, который производит свертку .спектра g (у) с образованием напряжения, пропорционального :энергин выбранного мода е. Напряжение 6 поступает в решающий блок 3, который на выходе дает напряжение, пропорциональное измеря емому ионосферному поглощению А 20(logе- ), где - постоянная величина, которая является калибровочной контактной измерений. Технико-экономический эффект при применении предлагаемого устройства для изменения ионосферного поглощений радиоволн заключается в повьщ1ении . точности измерения ионосферного поглощения путем устранения интерференционных ошибок. Устройство позволяет измерять ионосферное поглощение в любое время суток, Формула изобретения Устройство для измерения ионосферного поглощения радиоволн, содержащее излучатель, двухканальный приемник и решающий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, между выходом двухканального приемника и входом решающего блока последовательно .включены двухканальный фильтр, двухканальный спектроанализатор, блок вЫделеиия спектров, блок частотного стробирования и преобразователь спектра,, при этом меладу выходом второго канала блока выделения спектров и входом второго канала блрка частотного стробирования включен селектор к второму входу которого подключен введенный блок формирования углового строба.

Источники информации, принятые во вню1ание при экспертизе

1. Rower-K.ed ManuaE of ionospheric absorption measurements V.S. Dept, of Com., Rep, VAG-57, 1976 (прототип)..