G01S13/04 системы для обнаружения цели G01S13/56 для определения наличия объекта
Автор(ы):
Часовской А.А.
Патентообладатель(и):
Часовской Александр Абрамович
Приоритеты:
Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано в системах кругового обзора. Техническим результатом является разработка устройства, обеспечивающего необходимое азимутальное разрешение при неравномерном вращении антенны без применения сложных дополнительных узлов. Технический результат достигается тем, что в датчик введены делитель, панель выдачи константы азимутального разрешения, счетчик, элемент ИЛИ, промежуточный регистр, дешифратор наличия кода, элемент сравнения и линия задержки. Определение азимута осуществляется путем определения центра пачки импульсов так, что фиксируется азимутальное положение сигналов в начале и конце пачки, при этом точность определения азимута не зависит от частоты следования азимутальных меток. 1 ил.
Формула изобретения
Датчик азимутальных меток, состоящий из щелевого источника света, вращающегося диска с отверстиями, фотоприемника и преобразователя временного интервала в код, где щелевой источник света оптически связан по выходу через отверстия вращающегося диска с отверстиями с оптическим входом фотоприемника, выход которого соединен с входом преобразователя временного интервала в код, отличающийся тем, что вводят делитель, панель выдачи константы азимутального разрешения, счетчик, элемент ИЛИ, промежуточный регистр, дешифратор наличия кода, элемент сравнения и линию задержки, при этом группа выходов преобразователя временного интервала в код соединена с группой входов дешифратора наличия кода и первой группой входов делителя, вторая группа входов и группа выходов которого соответственно соединены с группой выходов панели выдачи константы азимутального разрешения и с группой входов промежуточного регистра, отдельный вход которого соединен с выходом дешифратора наличия кода и с первым входом элемента ИЛИ, имеющего второй вход, соединенный через линию задержки с выходом элемента сравнения, который выдает сигнал азимутальной метки для дальнейшей обработки, а также первая и вторая группы входов которого соответственно соединены с группой выходов промежуточного регистра и с группой выходов счетчика, имеющего первый и второй отдельные входы, соединенные соответственно с выходом элемента ИЛИ и с отдельным выходом преобразователя временного интервала в код.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в системах кругового обзора.
Известен датчик азимутальных меток, входящий в состав радиолокатора, изложенный в книге «Радиотехнические системы». М., Казаринов Ю.М. 1990 г., стр. 196.
В нем азимутальные метки выдаются после преобразования напряжений, которые меняются при вращении антенны. Однако устройство не обеспечивает достаточного разрешения по азимуту.
Известен датчик азимутальных меток, изложенный в вышеупомянутом источнике на стр. 414. Он состоит из вращающегося синхронно с антенной диска с отверстиями, через которые проходит свет от щелевого источника света на фотоприемник. Последний преобразует свет в электрические сигналы. Таким образом, количество азимутальных меток зависит от количества отверстий в диске, которое не превышает конечной дискретности расположения меток и вызывает погрешности квантования, что также не обеспечивает необходимого разрешения по азимуту (например 1 мин).
Однако при равномерном вращении диска с помощью преобразователя временного интервала в код, измеряющего временной интервал между двумя метками, обеспечивается необходимое разрешение по азимуту и выдача дополнительных меток в период между сигналами с фотоприемника. Но в большинстве случаев не осуществляется равномерное вращение антенны, что нарушает достоверность выдачи дополнительных азимутальных меток в периоды между сигналами с фотоприемника без применения дополнительных сложных узлов, которые вызывают накопление сбоев, и, следовательно, не обеспечивается необходимое азимутальное разрешение.
С помощью предлагаемого устройства обеспечивается необходимое азимутальное разрешение при неравномерном вращении антенны без применения дополнительных сложных узлов.
Достигается это введением делителя, панели выдачи константы, счетчика, элемента ИЛИ, промежуточного регистра, дешифратора наличия кода, элемента сравнения и линии задержки, при этом группа выходов преобразователя временного интервала в код соединена с группой входов дешифратора наличия кода и первой группой входов делителя, вторая группа входов и группа выходов которого соответственно соединены с группой выходов панели выдачи константы и с группой входов промежуточного регистра, отдельный вход которого соединен с выходом дешифратора наличия кодов и с первым входом элемента ИЛИ, имеющего второй вход, соединенный через линию задержки с выходом элемента сравнения, первая и вторая группа входов которого соответственно соединены с группой выходов промежуточного регистра и с группой выходов счетчика, имеющего первый и второй отдельные входы, соединенные соответственно с выходом элемента ИЛИ и с отдельным выходом преобразователя временного интервала в код.
На чертеже и в тексте приняты следующие обозначения.
1 — щелевой источник света; 2 — вращающийся диск с отверстиями; 3 — фотоприемник; 4 — преобразователь временного интервала в код; 5 — делитель; 6 — панель выдачи константы; 7 — счетчик; 8 — элемент ИЛИ; 9 — промежуточный регистр; 10 — дешифратор наличия кода; 11 — элемент сравнения; 12 — линия задержки, при этом щелевой источник света I оптически связан по выходу через отверстия вращающегося диска с отверстиями 2 с оптическим входом фотоприемника 3, выход которого соединен с отдельным входом преобразователя временного интервала в код 4, имеющего группу выходов, соединенную с группой входов дешифратора наличия кода 10 и первой группой входов делителя 5, вторая группа входов и группа выходов которого соответственно соединены с группой выходов панели выдачи константы 6 и с группой входов промежуточного регистра 9, отдельный вход которого соединен с выходом дешифратора наличия кодов 10 и с первым входом элемента ИЛИ 8, имеющего второй вход, соединенный через линию задержки 12 с выходом элемента сравнения 11, первая и вторая группа входов которого соответственно соединены с группой выходов промежуточного регистра 9 и с группой выходов счетчика 7, имеющего первый и второй отдельные входы, соединенные соответственно с выходом элемента ИЛИ 8 и с отдельным выходом преобразователя временного интервала в код 4.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Вращающийся диск с отверстиями 2 вращается синхронно с антенной радиолокатора. По мере вращения диска через отверстия проходит свет от щелевого источника света 1 на фотоприемник 3, который преобразует световую энергию в электрические сигналы и выдает азимутальные метки, количество которых зависит от количества отверстий в диске 2. Преобразователь временного интервала в код 4 измеряет временной интервал между метками с фотоприемника 3 и после окончания счета выдает код этого интервала в делитель 5.
Преобразователь временного интервала в код работает аналогично преобразователю дальности, представленному, например, в книге Васин и др. «Справочник-задачник по радиолокации», 1977 г.
В делителе 5 на код интервала с преобразователя 4 делится код необходимого количества азимутальных меток между сигналами с фотоприемника, который поступает с панели выдачи константы 6, где предварительно набирается. Например, при количестве отверстий в диске, равном 360, для обеспечения азимутального разрешения в одну минуту цифровое значение кода с выхода панели должно быть равно 60. Частное с выхода делителя запоминается в промежуточном регистре 9.
Предварительно промежуточный регистр 9 устанавливается в исходное состояние импульсом с дешифратора наличия кода 10, фиксирующим наличие кода на выходе преобразователя временного интервала 4 после окончания счета времени.
Промежуточный регистр 9 запоминает код на время между сигналами с фотоприемника 3. Далее снова осуществляется счет времени в преобразователе 4. По мере счета преобразователь выдает тактовые импульсы в счетчик 7. Счетчик 7 считает эти импульсы до тех пор, пора код на выходе счетчика 7 не сравняется с кодом на выходе промежуточного регистра 9.
В момент равенства этих кодов элемент сравнения 11 выдаст сигнал азимутальной метки, который может быть использовал для дальнейшем обработки.
Одновременно этот сигнал устанавливает через линию задержки 12, через элемент ИЛИ 8 в исходное состояние счетчик 7. Время задержки равно времени срабатывания триггеров счетчика 7. Кроме того, в конце счета счетчик устанавливается в исходное состояние импульсом с дешифратора наличия кода 10.
При изменении скорости вращения изменяется информация, запоминаемая в промежуточном регистре 10, но количество срабатываний элемента сравнения 11 не меняется, то есть сохраняется заданное на панели выдачи константы 6 азимутальное разрешение, а именно каждый раз после поворота антенны, например, на величину, равную одной минуте, элемент сравнения 11 выдает азимутальную метку.
Для обеспечения работы используются быстродействующие интегральные элементы, например, с логикой ЭСВ. Достоверность выдачи азимутальных меток зависит от стабильности работы преобразователя 4 и от изменения скорости вращения антенны за время между запоминанием информации в промежуточном регистре 9 и моментами срабатываний элемента сравнения 11.
Так как это время составляет значение, не превышающее 30 мс, то оно не успеет нарушить предъявляемые точностные характеристики по азимуту.
Предлагаемое устройство может быть использовано в радиолокаторах кругового обзора, в том числе и осуществляющих определение азимута, путем определения центра пачки.
При измерении азимута фиксируется азимутальное положение сигналов в начале и конце пачки. При этом точность определения азимута не зависит от частоты следования азимутальных меток. В связи с этим устройство можно использовать в системах управления воздушным движением, в навигационных и пеленгационных системах. Отсутствие сложных узлов удешевляет изготовление изделия, и, следовательно, обеспечивается экономический эффект.
Источник
Азимутально-дальномерная система ближней навигации
Широкое распространение получила радиотехническая система ближней навигации (РСБН), которая состоит из наземного и бортового оборудования. Появление этой системы явилось большим достижением на пути автоматизации полёта, обеспечения высокой точности самолётовождения и безопасности полётов. Азимутально-дальномерная система РСБН позволяет в зоне действия решать следующие задачи самолётовождения:
1) непрерывно определять место самолёта;
2) выполнять полёт по заданному маршруту;
3) выводить самолёт в любую заданную точку;
4) определять навигационные элементы полёта (путевую скорость, угол сноса, путевой угол);
5) осуществлять пробивание облачности и заход на посадку;
6) наблюдать с Земли по индикатору кругового обзора за самолётами, определять их координаты и опознавать самолёты, если они оборудованы аппаратурой системы опознавания.
РСБН работает в полярной системе координат, непрерывно измеряет дальность от самолёта до маяка и азимут самолёта относительно магнитного меридиана, проходящего через радиомаяк.
Дальномерный канал
Дальномерный канал РСБН представляет собой импульсный радиодальномер с ретранслятором, принцип действия которого рассмотрен ранее (см. рис. 8). Упрощённая функциональная схема дальномерного канала радиосистемы ближней навигации приведена на рис. 24.
Определение дальности производится на борту самолёта измерением интервала времени необходимого для прохождения сигналом расстояния Д от самолёта до наземного ответчика и обратно:
,
(60)
где – скорость распространения радиоволн.
Генератор запросных импульсов (3) на самолёте запускает передатчик (2) и одновременно включает измеритель времени (4). Принятый на борту самолёта ответный сигнал также поступает на измеритель времени.
В РСБН измеритель времени построен по компенсационной схеме, когда временной модулятор измерителя, задерживая опорный сигнал, компенсирует задержку дальномерного (ответного) сигнала.
В дальномерных каналах радиотехнических систем ближней навигации, построенных по принципу временных радионавигационных устройств, применяются импульсные сигналы, что позволяет ретранслятору отвечать нескольким запросчикам, т. е. обеспечивается возможность определения дальности одновременно на нескольких самолётах.
Угломерный канал
Диаграммы направленности (ДН) антенной системы наземного радиомаяка приведены на рис. 25.
Аппаратура наземного радиомаяка (РМ) состоит из двух передатчиков, питающих остронаправленную и ненаправленную антенны.
Направленная антенна излучает немодулированные колебания и вращается со скоростью (1,66 Гц). Ненаправленная антенна излучает две серии опорных импульсов, условно обозначенных по количеству импульсов в серии, приходящихся на один оборот направленной антенны: опорные «35», с частотой следования , и опорные «36», с частотой следования .
Датчики опорных импульсов установлены таким образом, чтобы в момент совмещения оси симметрии диаграммы направленности вращающейся антенны с северным направлением меридиана происходило совпадение одного из импульсов серии «35» с одним из импульсов серии «36». Это совпадение называют северным и используют в качестве сигнала начала отсчёта времени при измерении азимута А. Для повышения точности фиксации момента прохождения оси симметрии диаграммы направленности вращающейся антенны через точку, где находится самолёт, используют двухлепестковую диаграмму направленности. При такой диаграмме азимутальный сигнал на входе бортового приёмника имеет форму двойного колокола с острым минимумом, по которому и производят отсчёт времени. На борту самолёта по времени совпадения одного из импульсов серий «35» и «36» фиксируют момент, когда ось симметрии диаграммы направленности вращающейся антенны проходит через северное направление.
Время приёма совпадающих импульсов не зависит от углового положения самолёта относительно радиомаяка. Момент же приёма сигнала направленной антенны связан с азимутом самолёта А соотношением:
,
(61)
где – угловая скорость вращения антенны.
Измеряя на борту время
(62)
можно найти азимут самолёта А.
Упрощённая функциональная схема бортового оборудования угломерного канала представлена на рис. 26, а временные диаграммы сигналов на выходе самолётного приёмника угломерного канала – рис. 27.
Рисунок 27 Временные диаграммы сигналов на выходе самолетного
«35», и «35» – опорные импульсы; «АС» – азимутальный сигнал
Временную задержку азимутального сигнала относительно северного совпадения можно измерить любым из методов, используемых в импульсных радионавигационных устройствах. Для измерения временной задержки азимутального сигнала относительно северного совпадения в РСБН применён двухшкальный фазометрический метод.
С целью наблюдения воздушной обстановки в зоне действия системы, последняя имеет наземное индикаторное устройство типа индикатора кругового обзора (ИКО). Наземный передатчик ретранслятора в данном режиме служит запросчиком, а самолётное оборудование – ответчиком, образуя радиолокационную станцию с активным ответом.
Основные параметры системы РСБН-2: дальность действия – 370 км; диапазон волн – 30 см; количество каналов – 40; параметры азимутального канала – точность измерения ± 0,25 град, время поиска – 30 с, время памяти – 2¸10с, частота облучения самолёта азимутальным сигналом – 1,66 Гц; параметры дальномерного канала – точность ±200 м, длительность импульсов – 1,5 мкс, частота следования импульсов в режиме поиска – 100 Гц, в режиме слежения – 30 Гц, максимальное время поиска – 60 с, время памяти – 2¸10с, пропускная способность – 100 самолётов.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
,
– скорость распространения радиоволн.
(1,66 Гц). Ненаправленная антенна излучает две серии опорных импульсов, условно обозначенных по количеству импульсов в серии, приходящихся на один оборот направленной антенны: опорные «35», с частотой следования 
, и опорные «36», с частотой следования 
.
,
– угловая скорость вращения антенны.
