RU2559165C1 - Device for determination of direction and distance to signal source - Google Patents
Device for determination of direction and distance to signal source Download PDFInfo
- Publication number
- RU2559165C1 RU2559165C1 RU2014118623/28A RU2014118623A RU2559165C1 RU 2559165 C1 RU2559165 C1 RU 2559165C1 RU 2014118623/28 A RU2014118623/28 A RU 2014118623/28A RU 2014118623 A RU2014118623 A RU 2014118623A RU 2559165 C1 RU2559165 C1 RU 2559165C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit
- input
- amplifier
- unit
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам.The invention relates to measuring equipment, in particular to direction finders.
Известно устройство для определения направления [1], содержащее электроннолучевую трубку, последовательно соединенные первые магнитную антенну, полосовой фильтр, усилитель, синхронный детектор и формирователь сигналов, последовательно соединенные вторые магнитную антенну, полосовой фильтр, усилитель, синхронный детектор и формирователь сигналов, последовательно соединенные электрическую антенну, третий полосовой фильтр, третий усилитель, фазовращатель и ограничитель, причем выход последнего подключен ко вторым входам первого и второго синхронных детекторов, а выходы формирователей сигналов подключены к электроннолучевой трубке.A device for determining the direction [1], comprising a cathode ray tube, a first magnetic antenna, a bandpass filter, an amplifier, a synchronous detector and a signal driver, a second magnetic antenna, a bandpass filter, an amplifier, a synchronous detector and a signal generator connected in series with an electric signal, are connected in series an antenna, a third bandpass filter, a third amplifier, a phase shifter and a limiter, the latter being connected to the second inputs of the first and second th synchronous detectors, and outputs the signal generators are connected to the cathode tube.
Это устройство не обеспечивает возможности оценки дальности до источников сигналов.This device does not provide the ability to assess the range to signal sources.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения направления и дальности до источника сигнала [2] (комбинированная система грозоопределения, состоящая из инфразвукового комплекса и электрической антенны), содержащее три микробарометра, инфразвуковой микрофон и электростатический флюксметр, подключенные через аналого-цифровые преобразователи (АЦП), к персональной электронно-вычислительной машине (ПЭВМ или микропроцессору). В прототипе местоположение источника сигнала и дальность определяются после события по результатам дальнейшей обработки оператором записанных сигналов. Для определения азимута используются разности времени прихода инфразвуковых сигналов на не менее чем на три микробарометра, разнесенные друг от друга более чем на 90 метров (трехпозиционная система регистрации), а для определения дальности используется разность времени прихода на электростатический флюксметр и инфразвуковой микрофон (или микробарометры). Недостатками прототипа являются невозможность использования его на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения, невозможность использования на ближних расстояниях в реальном масштабе времени, низкая помехоустойчивость из-за использования электрической компоненты сигнала, а также при наличии мешающих сигналов, поступающих с других азимутов.The closest technical solution to the proposed one is a device for determining the direction and distance to the signal source [2] (a combined lightning detection system consisting of an infrasound complex and an electric antenna) containing three microbarometers, an infrasound microphone, and an electrostatic fluxmeter connected via analog-to-digital converters ( ADC), to a personal electronic computer (PC or microprocessor). In the prototype, the location of the signal source and the range are determined after the event by the results of further processing by the operator of the recorded signals. To determine the azimuth, the differences in the time of arrival of infrasound signals by no less than three microbarometers are used, separated by more than 90 meters (three-position recording system), and to determine the distance, the difference in time of arrival to the electrostatic fluxmeter and infrasound microphone (or microbarometers) is used . The disadvantages of the prototype are the inability to use it at a single-point observation point or on a vehicle, the inability to use at short distances in real time, low noise immunity due to the use of the electrical signal component, as well as in the presence of interfering signals from other azimuths.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является возможность использования устройства на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения, возможность использования устройства на ближних расстояниях в реальном масштабе времени и увеличение помехоустойчивости устройства при наличии мешающих сигналов, поступающих с других азимутов.The technical result provided by the claimed invention is the ability to use the device at a single-point observation point or vehicle, the ability to use the device at short distances in real time and increase the noise immunity of the device in the presence of interfering signals from other azimuths.
Технический результат достигается тем, что устройство для определения направления и дальности до источника сигнала, содержащее первую антенну и микробарометр, а также первый, второй, третий, четвертый и пятый аналого-цифровые преобразователи, подключенные к персональной электронно-вычислительной машине (ПЭВМ или микропроцессору), дополнительно содержит блок системы единого времени (GPS или Глонасс) и блок связи с абонентами, подключенные к ПЭВМ, последовательно соединенные первый усилитель, первый фильтр, второй усилитель, первый пороговый блок и схему ИЛИ, последовательно соединенные вторую антенну, третий усилитель, второй фильтр, четвертый усилитель и второй пороговый блок, последовательно соединенные третью антенну, пятый усилитель, третий фильтр, шестой усилитель и третий пороговый блок, последовательно соединенные седьмой усилитель, четвертый фильтр, восьмой усилитель, пятый фильтр, четвертый пороговый блок и первую схему И, последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) и первый калибратор, последовательно соединенные второй ЦАП и второй калибратор, последовательно соединенные третий ЦАП и третий калибратор, последовательно соединенные четвертый ЦАП и четвертый калибратор, последовательно соединенные пятый ЦАП и первый формирователь, последовательно соединенные шестой ЦАП и второй формирователь, последовательно соединенные первый таймер, вторую схему И и первый счетчик, а также тактовый генератор, подключенный ко второму входу второй схемы И, второй таймер, подключенный выходом ко второму входу первой схемы И, последовательно соединенные аналоговые первый квадратор, сумматор и первый делитель, последовательно соединенные пятый пороговый блок и третью схему И, последовательно соединенные третий таймер, четвертую схему И и второй счетчик, а также аналоговые второй и третий квадраторы, подключенные входами соответственно ко второму и третьему фильтрам, а выходами подключенные соответственно ко второму входу сумматора и ко второму входу первого делителя, последовательно соединенные второй делитель, корректор, первый блок модуля, первый блок вычитания, второй блок модуля, шестой пороговый блок и пятую схему И, последовательно соединенные первый ключ, первое запоминающее устройство и третий блок модуля, подключенный ко второму входу первого блока вычитания, последовательно соединенные шестую схему И и первый одновибратор, подключенный к управляющему входу первого ключа, последовательно соединенные второй ключ, второе запоминающее устройство, второй блок вычитания и четвертый блок модуля, последовательно соединенные седьмую схему И и второй одновибратор, подключенный к управляющему входу второго ключа, а также блок сравнения знаков, подключенный входами к корректору и к первому запоминающему устройству, а выходом подключенный ко второму входу пятой схемы И, причем первая, вторая и третья антенны выполнены магнитными и размещены взаимно перпендикулярно друг к другу, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой пороговые блоки выполнены с управлением по порогу, первый, второй, третий, четвертый и пятый фильтры выполнены с управлением по полосе пропускания, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой усилители выполнены с управлением по фазе и чувствительности, первый, второй и третий таймеры выполнены с управлением по длительности выходного сигнала, первая схема И подключена третьим входом к первому таймеру, а выходом подключена ко входу останова первого счетчика, третья схема И подключена вторым входом к третьему таймеру, а выходом подключена ко входу останова второго счетчика, четвертая схема И подключена вторым входом к тактовому генератору, пятый АЦП подключен входом к выходу первого делителя, схема ИЛИ подключена вторым и третьим входами соответственно ко второму и третьему пороговым блокам, а выходом подключена к ПЭВМ и к первому и третьему таймерам, первый квадратор подключен к выходу первого фильтра, первая антенна подключена к первому усилителю, микробарометр подключен выходом к седьмому усилителю, а входом акустически связан с четвертым калибратором, первый формирователь подключен к управляющим входам первого, второго и третьего фильтров, второй формирователь подключен к управляющим входам четвертого и пятого фильтров, входы первого, второго, третьего и четвертого АЦП подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому фильтрам, выходы первого, второго и третьего калибраторов подключены соответственно к первой, второй и третьей антеннам, шестая и седьмая схемы И подключены первыми входами к схеме ИЛИ, а инверсными входами подключены к третьему таймеру, второй делитель подключен входами к первому и второму фильтрам, вход первого ключа подключен к корректору, выход пятой схемы И подключен к третьему входу третьей схемы И, выход первого делителя подключен ко входу второго ключа и ко второму входу второго блока вычитания, выход четвертого блока модуля подключен к пятому пороговому блоку, а входы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого ЦАП, управляющие входы первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого усилителей, управляющие входы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого пороговых блоков, выходы первого и второго счетчиков, управляющий вход и выход первого таймера, управляющий вход и вход второго таймера, а также управляющий вход и выход третьего таймера подключены к ПЭВМ.The technical result is achieved by the fact that the device for determining the direction and distance to the signal source, containing the first antenna and microbarometer, as well as the first, second, third, fourth and fifth analog-to-digital converters connected to a personal electronic computer (PC or microprocessor) additionally contains a unit of a single time system (GPS or Glonass) and a communication unit with subscribers connected to a personal computer, serially connected to a first amplifier, a first filter, a second amplifier, and the first the second block and the OR circuit, the second antenna, the third amplifier, the second filter, the fourth amplifier and the second threshold block, the third antenna, the fifth amplifier, the third filter, the sixth amplifier and the third threshold block, the seventh amplifier, the fourth filter connected in series, the eighth amplifier, the fifth filter, the fourth threshold block and the first circuit And, connected in series to the first digital-to-analog converter (DAC) and the first calibrator, connected in series to the second DAC and WTO a swarm calibrator, a third DAC and a third calibrator connected in series, a fourth DAC and a fourth calibrator connected in series, a fifth DAC and a first shaper connected in series, a sixth DAC and a second shaper connected in series, a first timer, a second AND circuit and a first counter, as well as a clock a generator connected to the second input of the second circuit And, a second timer, connected to the second input of the first circuit And, connected in series to the analog first quad a torus, an adder and a first divider, a fifth threshold block and a third AND circuit connected in series, a third timer, a fourth AND circuit and a second counter connected in series, as well as analog second and third quadrators, connected by inputs to the second and third filters, respectively, and outputs, respectively, connected to the second input of the adder and to the second input of the first divider, the second divider, the corrector, the first module block, the first subtraction block, the second module block, the sixth threshold block and fifth are connected in series the first AND key circuit, the first key, the first memory device and the third module block connected to the second input of the first subtraction unit, the sixth AND circuit and the first one-shot connected to the control input of the first key, the second key, the second memory device connected in series, the second block of subtraction and the fourth block of the module, connected in series to the seventh circuit And and the second one-shot connected to the control input of the second key, as well as the comparison unit kov, connected by inputs to the corrector and the first storage device, and connected to the second input of the fifth AND circuit by the output, the first, second and third antennas being made magnetic and placed mutually perpendicular to each other, the first, second, third, fourth, fifth and sixth threshold blocks are made with threshold control, the first, second, third, fourth and fifth filters are made with bandwidth control, the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth amplifiers are controlled with fa e and sensitivity, the first, second and third timers are controlled by the duration of the output signal, the first circuit And is connected by the third input to the first timer, and the output is connected to the stop input of the first counter, the third circuit And is connected by the second input to the third timer, and the output is connected to the stop input of the second counter, the fourth AND circuit is connected by the second input to the clock generator, the fifth ADC is connected by the input to the output of the first divider, the OR circuit is connected by the second and third inputs, respectively, to the second and the third threshold blocks, and the output is connected to the PC and to the first and third timers, the first quad is connected to the output of the first filter, the first antenna is connected to the first amplifier, the microbarometer is connected to the seventh amplifier, and the input is acoustically connected to the fourth calibrator, the first driver is connected to control inputs of the first, second and third filters, the second driver is connected to the control inputs of the fourth and fifth filters, the inputs of the first, second, third and fourth ADCs are connected respectively but to the first, second, third and fourth filters, the outputs of the first, second and third calibrators are connected respectively to the first, second and third antennas, the sixth and seventh circuits AND are connected by the first inputs to the OR circuit, and the inverse inputs are connected to the third timer, the second divider connected by inputs to the first and second filters, the input of the first key is connected to the corrector, the output of the fifth circuit AND is connected to the third input of the third circuit AND, the output of the first divider is connected to the input of the second key and to the second input of the second block readings, the output of the fourth block of the module is connected to the fifth threshold block, and the inputs of the first, second, third, fourth, fifth and sixth DACs, the control inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth amplifiers, the control inputs of the first, the second, third, fourth, fifth and sixth threshold blocks, the outputs of the first and second counters, the control input and output of the first timer, the control input and input of the second timer, and the control input and output of the third timer are connected to the PC.
Такое выполнение устройства для определения направления и дальности до источника сигнала обеспечивает возможность использования устройства на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения, возможность использования устройства на ближних расстояниях в реальном масштабе времени и увеличение помехоустойчивости устройства при наличии мешающих сигналов, поступающих с других азимутов.This embodiment of the device for determining the direction and distance to the signal source provides the possibility of using the device at a single-point observation point or vehicle, the ability to use the device at short distances in real time and increasing the noise immunity of the device in the presence of interfering signals from other azimuths.
На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.The drawing shows a structural diagram of the proposed device.
Принятые обозначения:Accepted designations:
1 - первая антенна, 2 - микробарометр, 3 - первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП), 4 - второй АЦП, 5 - третий АЦП, 6 - четвертый АЦП, 7 - пятый АЦП, 8 - персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ или микропроцессор), 9 - блок системы единого времени (GPS или Глонасс), 10 - блок связи с абонентами, 11 - первый усилитель, 12 - первый фильтр, 13 - второй усилитель, 14 - первый пороговый блок, 15 - схема ИЛИ, 16 - вторая антенна, 17 - третий усилитель, 18 - второй фильтр, 19 - четвертый усилитель, 20 - второй пороговый блок, 21 - третья антенна, 22 - пятый усилитель, 23 - третий фильтр, 24 - шестой усилитель, 25 - третий пороговый блок, 26 - седьмой усилитель, 27 - четвертый фильтр, 28 - восьмой усилитель, 29 - пятый фильтр, 30 - четвертый пороговый блок, 31 - первая схема И, 32 - первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), 33 - первый калибратор, 34 - второй ЦАП, 35 - второй калибратор, 36 - третий ЦАП, 37 - третий калибратор, 38 - четвертый ЦАП, 39 - четвертый калибратор, 40 - пятый ЦАП, 41 - первый формирователь, 42 - шестой ЦАП, 43 - второй формирователь, 44 - первый таймер, 45 - вторая схема И, 46 - первый счетчик, 47 - тактовый генератор, 48 - второй таймер, 49 - первый квадратор, 50 - сумматор, 51 - первый делитель, 52 - пятый пороговый блок, 53 - третья схема И, 54 - третий таймер, 55 - четвертая схема И, 56 - второй счетчик, 57 - второй квадратор, 58 - третий квадратор, 59 - второй делитель, 60 - корректор, 61 - первый блок модуля, 62 - первый блок вычитания, 63 - второй блок модуля, 64 - шестой пороговый блок, 65 - пятая схема И, 66 - первый ключ, 67 - первое запоминающее устройство, 68 - третий блок модуля, 69 - шестая схема И, 70 - первый одновибратор, 71 - второй ключ, 72 -второе запоминающее устройство, 73 - второй блок вычитания, 74 - четвертый блок модуля, 75 - седьмая схема И, 76 - второй одновибратор, 77 - блок сравнения знаков.1 - the first antenna, 2 - a microbarometer, 3 - the first analog-to-digital converter (ADC), 4 - the second ADC, 5 - the third ADC, 6 - the fourth ADC, 7 - the fifth ADC, 8 - the personal electronic computer (PC or microprocessor), 9 - unit of the single time system (GPS or Glonass), 10 - communication unit with subscribers, 11 - first amplifier, 12 - first filter, 13 - second amplifier, 14 - first threshold unit, 15 - OR circuit, 16 - second antenna, 17 — third amplifier, 18 — second filter, 19 — fourth amplifier, 20 — second threshold unit, 21 — third antenna, 22 — fifth amplifier, 23 — third Iltr, 24 - the sixth amplifier, 25 - the third threshold block, 26 - the seventh amplifier, 27 - the fourth filter, 28 - the eighth amplifier, 29 - the fifth filter, 30 - the fourth threshold block, 31 - the first I circuit, 32 - the first digital-to-analog converter (DAC), 33 - the first calibrator, 34 - the second DAC, 35 - the second calibrator, 36 - the third DAC, 37 - the third calibrator, 38 - the fourth DAC, 39 - the fourth calibrator, 40 - the fifth DAC, 41 - the first driver, 42 - the sixth DAC, 43 - the second driver, 44 - the first timer, 45 - the second circuit I, 46 - the first counter, 47 - the clock, 48 - the second timer, 49 - the first 1st quadrator, 50 - adder, 51 - first divider, 52 - fifth threshold block, 53 - third I circuit, 54 - third timer, 55 - fourth I circuit, 56 - second counter, 57 - second quadrator, 58 - third quadrator, 59 - the second divider, 60 - the corrector, 61 - the first block of the module, 62 - the first block of subtraction, 63 - the second block of the module, 64 - the sixth threshold block, 65 - the fifth circuit And, 66 - the first key, 67 - the first storage device, 68 - the third block of the module, 69 - the sixth circuit And, 70 - the first one-shot, 71 - the second key, 72 - the second storage device, 73 - the second block of subtraction, 74 - the fourth block of modes la, 75 - seventh AND circuit, 76 - second monostable multivibrator, 77 - a comparison unit characters.
Устройство для определения направления и дальности до источника сигнала содержит первую антенну 1 и микробарометр 2, а также первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, второй АЦП 4, третий АЦП 5, четвертый АЦП 6, и пятый АЦП 7, подключенные к персональной электронно-вычислительной машине (ПЭВМ или микропроцессору) 8, блок системы единого времени (GPS или Глонасс) 9 и блок связи с абонентами 10, подключенные к ПЭВМ, последовательно соединенные первый усилитель 11, первый фильтр 12, второй усилитель 13, первый пороговый блок 14 и схему ИЛИ 15, последовательно соединенные вторую антенну 16, третий усилитель 17, второй фильтр 18, четвертый усилитель 19 и второй пороговый блок 20, последовательно соединенные третью антенну 21, пятый усилитель 22, третий фильтр 23, шестой усилитель 24 и третий пороговый блок 25, последовательно соединенные седьмой усилитель 26, четвертый фильтр 27, восьмой усилитель 28, пятый фильтр 29, четвертый пороговый блок 30 и первую схему И 31, последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 32 и первый калибратор 33, последовательно соединенные второй ЦАП 34 и второй калибратор 35, последовательно соединенные третий ЦАП 36 и третий калибратор 37, последовательно соединенные четвертый ЦАП 38 и четвертый калибратор 39, последовательно соединенные пятый ЦАП 40 и первый формирователь 41, последовательно соединенные шестой ЦАП 42 и второй формирователь 43, последовательно соединенные первый таймер 44, вторую схему И 45 и первый счетчик 46, а также тактовый генератор 47, подключенный ко второму входу второй схемы И, второй таймер 48, подключенный выходом ко второму входу первой схемы И, последовательно соединенные аналоговые первый квадратор 49, сумматор 50, первый делитель 51, последовательно соединенные пятый пороговый блок 52 и третью схему И 53, последовательно соединенные третий таймер 54, четвертую схему И 55 и второй счетчик 56, а также аналоговые второй квадратор 57 и третий квадратор 58, подключенные входами соответственно ко второму и третьему фильтрам 18, 23, а выходами подключенные соответственно ко второму входу сумматора и ко второму входу первого делителя, последовательно соединенные второй делитель 59, корректор 60, первый блок модуля 61, первый блок вычитания 62, второй блок модуля 63, шестой пороговый блок 64 и пятую схему И 65, последовательно соединенные первый ключ 66, первое запоминающее устройство 67 и третий блок модуля 68, подключенный ко второму входу первого блока вычитания, последовательно соединенные шестую схему И 69 и первый одновибратор 70, подключенный к управляющему входу первого ключа, последовательно соединенные второй ключ 71, второе запоминающее устройство 72, второй блок вычитания 73 и четвертый блок модуля 74, последовательно соединенные седьмую схему И 75 и второй одновибратор 76, подключенный к управляющему входу второго ключа, а также блок сравнения знаков 77, подключенный входами к корректору 60 и к первому запоминающему устройству 67, а выходом подключенный ко второму входу пятой схемы И 65, причем первая, вторая и третья антенны 1, 16, 21 выполнены магнитными и размещены взаимно перпендикулярно друг к другу, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой пороговые блоки 14, 20, 25, 30, 52, 64 выполнены с управлением по порогу, первый, второй, третий, четвертый и пятый фильтры 12, 18, 23, 27, 29 выполнены с управлением по полосе пропускания, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой усилители 11, 13, 17, 19, 22, 24, 26, 28 выполнены с управлением по фазе и чувствительности, первый, второй и третий таймеры 44, 48, 54 выполнены с управлением по длительности выходного сигнала, первая схема И 31 подключена третьим входом к первому таймеру 44, а выходом подключена ко входу останова первого счетчика, третья схема И 53 подключена вторым входом к третьему таймеру 54, а выходом подключена ко входу останова второго счетчика, четвертая схема И 55 подключена вторым входом к тактовому генератору 47, пятый АЦП 7 подключен входом к выходу первого делителя 51, схема ИЛИ 15 подключена вторым и третьим входами соответственно ко второму и третьему пороговым блокам 20, 25, а выходом подключена к ПЭВМ 8, к первому и третьему таймерам 44, 54, первый квадратор 49 подключен к выходу первого фильтра, первая антенна 1 подключена к первому усилителю 11, микробарометр 2 подключен выходом к седьмому усилителю 26, а входом акустически связан с четвертым калибратором 39, первый формирователь 41 подключен к управляющим входам первого, второго и третьего фильтров, второй формирователь 43 подключен к управляющим входам четвертого и пятого фильтров, входы первого, второго, третьего и четвертого АЦП подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому фильтрам 12, 18, 23, 27, выходы первого, второго и третьего калибраторов подключены соответственно к первой, второй и третьей антеннам 1, 16, 21, шестая и седьмая схемы И 69, 75 подключены первыми входами к схеме ИЛИ 15, а инверсными входами подключены к третьему таймеру 54, второй делитель 59 подключен входами к первому и второму фильтрам 12, 18, вход ключа 66 подключен к корректору 60, выход пятой схемы И 65 подключен к третьему входу третьей схемы И 53, выход первого делителя 51 подключен ко входу второго ключа 71 и ко второму входу второго блока вычитания 73, выход четвертого блока модуля 74 подключен к пятому пороговому блоку 52, а входы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого ЦАП, управляющие входы первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого усилителей, управляющие входы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого пороговых блоков, выходы первого и второго счетчиков, управляющий вход и выход первого таймера, управляющий вход и вход второго таймера, а также управляющий вход и выход третьего таймера подключены к ПЭВМ 8.The device for determining the direction and distance to the signal source contains a first antenna 1 and a microbarometer 2, as well as a first analog-to-digital converter (ADC) 3, a second ADC 4, a third ADC 5, a fourth ADC 6, and a fifth ADC 7 connected electronically to a personal to a computing machine (PC or microprocessor) 8, a unit of a single time system (GPS or Glonass) 9 and a communication unit with subscribers 10 connected to a PC, serially connected to a first amplifier 11, a first filter 12, a second amplifier 13, a first threshold block 14 and circuit OR 15, after the second antenna 16, the third amplifier 17, the second filter 18, the fourth amplifier 19 and the second threshold unit 20, connected in series with the third antenna 21, the fifth amplifier 22, the third filter 23, the sixth amplifier 24 and the third threshold unit 25, connected in series with the seventh amplifier 26, a fourth filter 27, an eighth amplifier 28, a fifth filter 29, a fourth threshold unit 30, and a first AND circuit 31, serially connected a first digital-to-analog converter (DAC) 32 and a first calibrator 33, serially connected to a second DAC 34 and W a second calibrator 35, the third DAC 36 and the third calibrator 37 connected in series, the fourth DAC 38 and the fourth calibrator 39 connected in series, the fifth DAC 40 and the first driver 41 connected in series, the sixth DAC 42 and the second driver 43 connected in series with the first timer 44, the second circuit And 45 and the first counter 46, as well as a clock generator 47 connected to the second input of the second circuit And, a second timer 48, connected to the second input of the first circuit And, connected in series and tax first quadrator 49, adder 50, first divider 51, series-connected fifth threshold unit 52 and third AND circuit 53, series-connected third timer 54, fourth circuit AND 55 and second counter 56, as well as analog second quadrator 57 and third quadrator 58, connected by inputs to the second and third filters 18, 23, respectively, and outputs respectively connected to the second input of the adder and to the second input of the first divider, serially connected to the second divider 59, corrector 60, the first block of module 61, the first block subtraction 62, the second block of module 63, the sixth threshold block 64 and the fifth AND circuit 65, serially connected the first key 66, the first storage device 67 and the third block of the module 68 connected to the second input of the first subtraction block, serially connected the sixth circuit And 69 and the first a single vibrator 70 connected to the control input of the first key, a second key 71 connected in series, a second storage device 72, a second subtraction unit 73 and a fourth module unit 74 connected in series with a seventh AND 75 circuit and a second single vibrator a torus 76 connected to the control input of the second key, as well as a character comparison unit 77, connected by inputs to the corrector 60 and to the first storage device 67, and connected to the second input of the fifth circuit And 65, the first, second and third antennas 1, 16 , 21 are made magnetic and placed mutually perpendicular to each other, the first, second, third, fourth, fifth and sixth threshold blocks 14, 20, 25, 30, 52, 64 are made with threshold control, the first, second, third, fourth and fifth filters 12, 18, 23, 27, 29 are made with control on the band pr starts, the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth amplifiers 11, 13, 17, 19, 22, 24, 26, 28 are made with phase and sensitivity control, the first, second and third timers 44, 48 , 54 are controlled by the duration of the output signal, the first circuit And 31 is connected by the third input to the first timer 44, and the output is connected to the stop input of the first counter, the third circuit And 53 is connected by the second input to the third timer 54, and the output is connected to the stop input of the second counter, the fourth circuit And 55 is connected by a second input to so to the new oscillator 47, the fifth ADC 7 is connected by the input to the output of the first divider 51, the OR circuit 15 is connected by the second and third inputs, respectively, to the second and third threshold blocks 20, 25, and the output is connected to the PC 8, to the first and third timers 44, 54, the first quadrator 49 is connected to the output of the first filter, the first antenna 1 is connected to the first amplifier 11, the microbarometer 2 is connected by the output to the seventh amplifier 26, and the input is acoustically connected to the fourth calibrator 39, the first driver 41 is connected to the control inputs of the first, second and third filter, the second driver 43 is connected to the control inputs of the fourth and fifth filters, the inputs of the first, second, third and fourth ADCs are connected respectively to the first, second, third and fourth filters 12, 18, 23, 27, the outputs of the first, second and third calibrators respectively connected to the first, second and third antennas 1, 16, 21, the sixth and seventh circuits AND 69, 75 are connected by the first inputs to the OR circuit 15, and the inverse inputs are connected to the third timer 54, the second divider 59 is connected by the inputs to the first and second filters 12, 1 8, the input of the key 66 is connected to the corrector 60, the output of the fifth circuit And 65 is connected to the third input of the third circuit And 53, the output of the first divider 51 is connected to the input of the second key 71 and to the second input of the second subtraction block 73, the output of the fourth block of module 74 is connected to the fifth threshold block 52, and the inputs of the first, second, third, fourth, fifth and sixth DACs, the control inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth amplifiers, the control inputs of the first, second, third, fourth, fifth and the sixth threshold blo kov, the outputs of the first and second counters, the control input and output of the first timer, the control input and input of the second timer, as well as the control input and output of the third timer are connected to the PC 8.
Устройство для определения направления и дальности до источника сигнала работает следующим образом. Токи, наведенные в первой магнитной антенне 1, второй магнитной антенне 16 и третьей магнитной антенне 21 от источника сигнала, через первые, вторые и третьи усилители 11, 17, 22, фильтры 12, 18, 23 и АЦП 3, 4, 5 поступают в ПЭВМ 8, где начинается цикл обработки информации при превышении сигналом от любой из трех антенн заданного ему порогового значения. Принятые сигналы ортогональных антенн используются для оценки направления на источник сигнала известными способами [3]. Одновременно с выхода первого фильтра 12 сигналы поступают через второй усилитель 13 на первый пороговый блок 14, с выхода второго фильтра 18 сигналы поступают через четвертый усилитель 19 на второй пороговый блок 20, а с выхода третьего фильтра 23 сигналы поступают через шестой усилитель 24 на третий пороговый блок 25. При превышении сигналами значений, заданных ПЭВМ 8, на выходах первого, второго и третьего пороговых блоков 14, 20, 25 формируются логические единицы, поступающие на схему ИЛИ 15, выходной сигнал которой запускает первый и третий таймеры 44 и 54. Выходной сигнал первого таймера 44 разрешает прохождение импульсов от тактового генератора 47 через вторую схему И 45 на первый счетчик 46 и подготавливает первую схему И 31, а выходной сигнал третьего таймера 54 разрешает прохождение импульсов от тактового генератора 47 через четвертую схему И 55 на второй счетчик 56 и подготавливает третью схему И 53, Таким образом, начинается отсчет времени с момента прихода на пункт наблюдения электромагнитного излучения (ЭМИ) зарегистрированного события, например грозового разряда. Сопутствующая этому событию инфразвуковая волна приходит на пункт наблюдения позднее, принимается микробарометром 2, выходной сигнал которого через седьмой усилитель 26, четвертый фильтр 27 и четвертый АЦП 6 поступает на ПЭВМ 8, где запоминается, а также через восьмой усилитель 28 и пятый фильтр 29 поступает на четвертый пороговый блок 30. При превышении сигналом значения, заданного ПЭВМ 8, на выходе четвертого порогового блока 30 формируется логическая единица, поступающая на первую схему И 31, выходной сигнал которой останавливает первый счетчик 46, если по команде из ПЭВМ 8 к этому моменту будет включен второй таймер 48, формирующий логическую единицу на втором входе первой схемы И 31. Полученное значение интервала времени с выхода первого счетчика 46 поступает в ПЭВМ 8, где по заранее измеренному при калибровке микробарометра реальному значению скорости инфразвука определяется дальность до источника сигнала, совместно с направлением определяющая местоположение источника сигнала.A device for determining the direction and distance to the signal source operates as follows. The currents induced in the first magnetic antenna 1, the second magnetic antenna 16 and the third magnetic antenna 21 from the signal source, through the first, second and third amplifiers 11, 17, 22, filters 12, 18, 23 and ADC 3, 4, 5 enter A personal computer 8, where the information processing cycle begins when the signal from any of the three antennas exceeds the threshold value set for it. The received signals of orthogonal antennas are used to estimate the direction to the signal source by known methods [3]. At the same time, from the output of the first filter 12, the signals are supplied through the second amplifier 13 to the first threshold block 14, from the output of the second filter 18, signals are transmitted through the fourth amplifier 19 to the second threshold block 20, and from the output of the third filter 23, the signals are transmitted through the sixth amplifier 24 to the third threshold block 25. When the signals exceed the values specified by the PC 8, at the outputs of the first, second and third threshold blocks 14, 20, 25, logical units are formed that go to the OR 15 circuit, the output signal of which starts the first and third timers 4 4 and 54. The output signal of the first timer 44 allows the passage of pulses from the clock generator 47 through the second AND circuit 45 to the first counter 46 and prepares the first circuit And 31, and the output signal of the third timer 54 allows the passage of pulses from the clock generator 47 through the fourth circuit And 55 to the second counter 56 and prepares the third circuit AND 53. Thus, the countdown starts from the moment of arrival of the registered event, for example, a lightning discharge, at the observation point of electromagnetic radiation (EMR). The infrasound wave accompanying this event arrives at the observation point later, is received by a microbarometer 2, the output signal of which is transmitted through the seventh amplifier 26, the fourth filter 27, and the fourth ADC 6 to the PC 8, where it is also stored through the eighth amplifier 28 and the fifth filter 29 the fourth threshold block 30. When the signal exceeds the value specified by the PC 8, the output of the fourth threshold block 30 forms a logical unit that goes to the first circuit And 31, the output signal of which stops the first counts to 46, if the second timer 48 is activated by a command from the PC 8 at this moment, forming a logical unit at the second input of the first circuit And 31. The obtained value of the time interval from the output of the first counter 46 goes to the PC 8, where the microbarometer is measured in advance during calibration the real value of the speed of infrasound determines the distance to the signal source, together with the direction determining the location of the signal source.
Для предотвращения ложных остановов первого счетчика 46 от более поздних ближних сигналов, которые могут появиться за время распространения инфразвука, в ПЭВМ 8 вычисляется приближенное значение дальности [4] и ожидаемые моменты прихода инфразвука с запасом на ошибки оценки, а по показаниям первого счетчика 46 в нужный момент ПЭВМ 8 открывает временное окно с помощью второго таймера 48 для прохождения сигнала останова первого счетчика 46. Вычисление приближенного значения дальности производится по разности моментов прихода прямого и отраженного от ионосферы сигналов ЭМИ [4], которая поступает в ПЭВМ 8 из второго счетчика 56. Для этого сигналы с выходов первого и второго фильтров 12, 18 через первый и второй квадраторы 49, 57 поступают на сумматор 50, с выхода которого сигнал, пропорциональный сумме квадратов входных сигналов, поступает на первый делитель 51. На второй вход первого делителя 51 через третий квадратор 58 поступает сигнал, пропорциональный квадрату сигнала с выхода третьего фильтра 23, частное от деления которого на сумму квадратов является функцией квадрата тангенса угла наклона магнитной компоненты сигнала относительно горизонтальной плоскости. В предложенном техническом решении момент прихода отраженного сигнала определяется по изменению угла наклона магнитной компоненты сигнала. С этой целью сигнал с выхода схемы ИЛИ 15 поступает на первый вход седьмой схемы И 75, на инверсном входе которой в начальный момент присутствует ноль. На выходе седьмой схемы И 75 формируется логическая единица, которая запускает второй одновибратор 76 и снимается выходным сигналом третьего таймера 54. Второй одновибратор 76 открывает второй ключ 71 и сигнал с выхода первого делителя 51 поступает на второе запоминающее устройство 72 для сравнения с последующими сигналами, а ПЭВМ 8 формирует и засылает верхний и нижний пороги срабатывания пятого порогового блока 52 и поддерживает эти пороги в течение времени наличия выходного сигнала третьего таймера 54. По окончании сигнала второго одновибратора 76 второй ключ 71 закрывается и сигналы с выхода первого делителя 51 поступают на вход второго блока вычитания 73, на другом входе которого присутствует сигнал с выхода второго запоминающего устройства. Разность сигналов поступает на четвертый блок модуля 74 и модуль разности сигналов поступает на вход пятого порогового блока 52. При отсутствии полезного сигнала с выхода схемы ИЛИ 15 логическая единица не запускает третий таймер 54 и ПЭВМ 8 поддерживает порог срабатывания, исключающий появление сигнала на выходе пятого порогового блока 52. Если величина сигнала на выходе четвертого блока модуля 74 выходит за верхнее или нижнее значения, на выходе пятого порогового блока 52 формируется логическая единица, останавливающая второй счетчик 56 через третью схему И 53, подготовленную третьим таймером 54. Полученное значение интервала времени тЗ с выхода второго счетчика 56 поступает в ПЭВМ 8, где по заранее выбранному (по местным условиям) значению высоты D-слоя ионосферы определяется приближенное значение дальности R до источника сигнала.To prevent false stops of the first counter 46 from later near signals that may appear during the propagation of infrasound, the personal computer 8 calculates the approximate range value [4] and the expected arrival times of the infrasound with a margin for estimation errors, and according to the readings of the first counter 46 to the desired PC moment 8 opens a time window using a second timer 48 for passing the stop signal of the first counter 46. The approximate range value is calculated based on the difference in the moments of arrival of the direct and EMR signals from the ionosphere [4], which enters the PC 8 from the second counter 56. For this, the signals from the outputs of the first and second filters 12, 18 through the first and second quadrants 49, 57 are fed to the adder 50, from the output of which a signal proportional the sum of the squares of the input signals, is fed to the first divider 51. A signal proportional to the square of the signal from the output of the third filter 23, the quotient of dividing by the sum of the squares, is a function of the square of the tangent of the angle clone of the magnetic component of the signal relative to the horizontal plane. In the proposed technical solution, the moment of arrival of the reflected signal is determined by changing the angle of inclination of the magnetic component of the signal. To this end, the signal from the output of the OR circuit 15 enters the first input of the seventh AND 75 circuit, at the inverse input of which zero is initially present. At the output of the seventh circuit AND 75, a logical unit is formed that starts the second one-shot 76 and is removed by the output of the third timer 54. The second one-shot 76 opens the second key 71 and the signal from the output of the first divider 51 goes to the second memory 72 for comparison with subsequent signals, and The PC 8 generates and sends the upper and lower thresholds of the fifth threshold block 52 and maintains these thresholds during the presence of the output signal of the third timer 54. At the end of the signal of the second one-shot 76 pa second switch 71 is closed and the signals output from the first divider 51 supplied to the second input of the subtractor 73, the other input of which there is a signal output from the second memory. The signal difference is fed to the fourth block of module 74 and the signal difference module is fed to the input of the fifth threshold block 52. In the absence of a useful signal from the output of the OR circuit 15, the logic unit does not start the third timer 54 and the PC 8 maintains a response threshold that excludes the appearance of a signal at the output of the fifth threshold block 52. If the signal value at the output of the fourth block of module 74 goes beyond the upper or lower values, a logical unit is formed at the output of the fifth threshold block 52, stopping the second counter 56 through the third circuit And 53, prepared by the third timer 54. The obtained value of the time interval m 3 from the output of the second counter 56 goes to the PC 8, where the approximate value of the distance R to the signal source is determined by the pre-selected (according to local conditions) height of the ionosphere D-layer.
Для защиты от помех, принятых с других направлений, сигналы с выходов первого фильтра 12 и второго фильтра 18 поступают на второй делитель 59, где вычисляется отношение амплитуд сигналов второй антенны 16 и первой антенны 1,To protect against interference received from other directions, the signals from the outputs of the first filter 12 and the second filter 18 are fed to the second divider 59, where the ratio of the amplitudes of the signals of the second antenna 16 and the first antenna 1 is calculated
tgα=Ay/Ax, гдеtgα = A y / A x , where
α - азимут; Ax, Ay - амплитуды сигналов магнитных антенн, ориентированных максимумами диаграммы направленности соответственн, на север-юг (ось X), и на восток-запад (ось Y).α is the azimuth; A x , A y are the amplitudes of the signals of magnetic antennas oriented by the maxima of the radiation pattern, respectively, to the north-south (X axis), and to the east-west (Y axis).
В момент появления сигнала с выхода схемы ИЛИ 15 логическая единица поступает на первый вход шестой схемы И 69, на инверсном входе которой в начальный момент присутствует ноль. На выходе шестой схемы И 69 формируется логическая единица, которая запускает первый одновибратор 70 и снимается выходным сигналом третьего таймера 54. Первый одновибратор 70 открывает первый ключ 66 и сигнал с выхода второго делителя 59 через корректор 60 поступает на первое запоминающее устройство 67 для сравнения с последующими сигналами, а ПЭВМ 8 формирует и засылает верхний и нижний пороги срабатывания шестого порогового блока 64 и поддерживает эти пороги в течение времени наличия выходного сигнала третьего таймера 54. Корректор 60 введен для расширения диапазона дальнейшего сравнения амплитуд сигналов из-за специфики аналогового вычисления tgα при делении на ноль и обменивается сигналами со вторым делителем для обеспечения нелинейной амплитудной характеристики. По окончании сигнала первого одновибратора 70 первый ключ 66 закрывается и сигналы с выхода второго делителя 59 через корректор 60 и первый блок модуля 61 поступают на вход первого блока вычитания 62, на другом входе которого присутствует сигнал, поступающий через третий блок модуля 68 с выхода первого запоминающего устройства 67. Разность сигналов поступает на второй блок модуля 63 и модуль разности сигналов поступает на вход шестого порогового блока 64. При отсутствии полезного сигнала с выхода схемы ИЛИ 15 логическая единица не запускает третий таймер 54 и ПЭВМ 8 поддерживает порог срабатывания, обеспечивающий отсутствие сигнала на выходе шестого порогового блока 64. Если величина сигнала на выходе второго блока модуля 63 выходит за верхнее или нижнее значения, на выходе шестого порогового блока 64 формируется логическая единица, запрещающая остановку второго счетчика 56 через пятую схему И 65 и третью схему И 53, в противном случае запрет снимается. С выхода второго делителя 59 через корректор 60 сигнал поступает на блок сравнения знаков 77, на втором входе которого присутствует сигнал из первого запоминающего устройства 67. При совпадении знаков сигналов с выхода блока сравнения знаков 77 на второй вход пятой схемы И 65 поступает логическая единица. Таким образом, для всех последующих сигналов проверяется не только модуль, но и знак tgα, и если он совпадает со знаком запомненного значения и нет запрещающего сигнала с выхода шестого порогового блока 64, то сигналы на входах пятой схемы И 65 разрешают прохождение сигнала с выхода пятого порогового блока 52, который останавливает второй счетчик 56 через третью схему И 53, в противном случае сигнал далее в ПЭВМ не обрабатывается, отсеиваются помехи, приходящие с других азимутов. С целью уменьшения времени вычислений, приводящего к образованию незащищенной ближней зоны от помех при работе в реальном масштабе времени, введены последовательно соединенные второй ключ 71, второе запоминающее устройство 72, второй блок вычитания 73 и четвертый блок модуля 74, подключенный к пятому пороговому блоку 52, последовательно соединенные седьмая схема И 75 и второй одновибратор 76, подключенный к управляющему входу второго ключа, при оценке приближенной дальности. С помощью пятого АЦП 7 предварительно набирается статистика отклонений сигналов на выходе первого делителя 51 для правильной установки порогов пятого порогового блока 52 до аналого-цифрового преобразования сигнала в пятом АЦП 7 при работе в реальном масштабе времени. Предварительная засылка порогов в пятый пороговый блок 52 позволила избежать потерь времени на преобразование сигнала в пятом АЦП 7 для предотвращения ошибок при обнаружении близко расположенных источников сигналов.At the time of the appearance of the signal from the output of the OR circuit 15, the logical unit goes to the first input of the sixth circuit And 69, at the inverse input of which at the initial moment zero is present. At the output of the sixth circuit AND 69, a logical unit is formed that starts the first one-shot 70 and is removed by the output of the third timer 54. The first one-shot 70 opens the first key 66 and the signal from the output of the second divider 59 through the corrector 60 is sent to the first memory 67 for comparison with subsequent signals, and the PC 8 generates and sends the upper and lower thresholds of the sixth threshold block 64 and maintains these thresholds for the duration of the output signal of the third timer 54. The corrector 60 is entered for expanding the range of further comparison of signal amplitudes due to the specifics of the analog calculation of tgα when dividing by zero and exchanges signals with a second divider to ensure a nonlinear amplitude characteristic. At the end of the signal of the first one-shot 70, the first key 66 is closed and the signals from the output of the second divider 59 through the corrector 60 and the first block of the module 61 are fed to the input of the first subtraction block 62, at the other input of which there is a signal coming through the third block of the module 68 from the output of the first storage devices 67. The signal difference is fed to the second block of module 63 and the signal difference module is fed to the input of the sixth threshold block 64. In the absence of a useful signal from the output of OR circuit 15, the logic unit does not start the third Aimer 54 and PC 8 maintains a response threshold that ensures that there is no signal at the output of the sixth threshold block 64. If the signal at the output of the second block of module 63 is higher or lower, a logical unit is formed at the output of the sixth threshold block 64, which prohibits the stop of the second counter 56 through the fifth And 65 scheme and the third And 53 scheme, otherwise the ban is lifted. From the output of the second divider 59, through the corrector 60, the signal enters the character comparison unit 77, at the second input of which there is a signal from the first storage device 67. When the signs of the signals coincide from the output of the character comparison unit 77, the logical unit is supplied to the second input of the fifth AND circuit 65. Thus, for all subsequent signals, not only the module, but also the sign of tgα is checked, and if it coincides with the sign of the stored value and there is no inhibit signal from the output of the sixth threshold block 64, then the signals at the inputs of the fifth AND 65 circuit allow the signal to pass from the output of the fifth threshold block 52, which stops the second counter 56 through the third And 53 circuit, otherwise the signal is not processed further in the PC, the interference coming from other azimuths is eliminated. In order to reduce the calculation time, which leads to the formation of an unprotected near zone from interference during real-time operation, the second key 71, the second memory 72, the second subtraction unit 73 and the fourth unit of the module 74 connected to the fifth threshold unit 52 are introduced in series. the seventh circuit And 75 and the second one-shot 76 connected to the control input of the second key in series when evaluating the approximate range are connected in series. Using the fifth ADC 7, statistics of signal deviations at the output of the first divider 51 are pre-compiled to correctly set the thresholds of the fifth threshold unit 52 before analog-to-digital signal conversion in the fifth ADC 7 when operating in real time. The preliminary uploading of thresholds to the fifth threshold block 52 avoided the loss of time for signal conversion in the fifth ADC 7 to prevent errors when detecting closely located signal sources.
1. При отсутствии помех может быть реализован широкополосный режим, при котором сигналы с выходов первого, третьего и пятого усилителей 11, 17, 22 соответственно через первый, второй и третий фильтры 12, 18, 23 и через первый, второй и третий АЦП 3, 4, 5 поступают в ПЭВМ 8 для реализации, например, простейшего алгоритма оценки направления на источник сигнала:1. In the absence of interference, a broadband mode can be implemented in which the signals from the outputs of the first, third and fifth amplifiers 11, 17, 22, respectively, through the first, second and third filters 12, 18, 23 and through the first, second and third ADCs 3, 4, 5 go to PC 8 to implement, for example, the simplest algorithm for estimating the direction to the signal source:
При появлении полезного сигнала производится оценка направления α на источник сигнала, например, по формуле [3],When a useful signal appears, the direction of α to the signal source is estimated, for example, according to the formula [3],
где A1, A2 - амплитуды сигналов средней частоты, поступающих в ПЭВМ 8 из второго и первого АЦП 4, 3 соответственно. Приближенная оценка дальности проводится по формуле [4]:where A 1 , A 2 are the amplitudes of the medium-frequency signals received in the PC 8 from the second and first ADCs 4, 3, respectively. An approximate range assessment is carried out according to the formula [4]:
где R - расстояние, проходимое земной волной до источника сигнала; R3 - радиус Земли; тЗ - время задержки пространственной волны; h - заданная эффективная высота ионосферного слоя D; c - скорость света.where R is the distance traveled by the earth wave to the signal source; R3- Earth radius t3 - time delay of a spatial wave; h is the specified effective height of the ionospheric layer D; c is the speed of light.
Более точное значение дальности Rt определяется после прихода инфразвуковой волны по разности моментов т прихода сигнала ЭМИ и инфразвука и по заранее измеренному при калибровке микробарометра, реальному на текущий момент значению скорости инфразвука V:A more accurate value of the range R t is determined after the arrival of the infrasound wave from the difference in the moments t of the arrival of the EMR signal and infrasound and according to the infrasound velocity V previously measured during calibration of the microbarometer:
2. При появлении помехи, не забивающей весь рабочий диапазон частот, в ПЭВМ 8 по результатам предварительного частотного анализа формируются управляющие сигналы для диапазонов ЭМИ и инфразвука отдельно, которые подаются на пятый и шестой ЦАП 40, 42 и через первый и второй формирователи 41, 43 поступают на управляющие входы первого, второго и третьего фильтров 12, 18, 23 диапазона ЭМИ, а также на управляющие входы четвертого и пятого фильтров 27, 29 диапазона инфразвука и вырезают из полосы пропускания участки частот помехи. Структура первого и второго формирователей 41, 43 зависит от типа управления фильтров, в простейшем случае это могут быть сглаживающие звенья с усилителями мощности, если фильтры управляются напряжением. В зависимости от фона и уровня помех по сигналам из ПЭВМ 8 предварительно устанавливаются также уровни срабатывания отдельно для первого, второго, третьего и четвертого пороговых блоков 14, 20, 25 и 30.2. When interference occurs that does not clog the entire operating frequency range, in the PC 8, according to the results of the preliminary frequency analysis, control signals are generated for the EMR and infrasound ranges separately, which are fed to the fifth and sixth DACs 40, 42 and through the first and second shapers 41, 43 arrive at the control inputs of the first, second and third filters 12, 18, 23 of the EMR range, as well as the control inputs of the fourth and fifth filters 27, 29 of the infrasound range and cut out sections of the interference frequency from the passband. The structure of the first and second shapers 41, 43 depends on the type of control of the filters, in the simplest case it can be smoothing links with power amplifiers, if the filters are voltage controlled. Depending on the background and the level of interference from the signals from the PC 8, the trigger levels are also pre-set separately for the first, second, third and fourth threshold blocks 14, 20, 25 and 30.
Требуемые амплитудные и фазовые соотношения сигналов формируются с помощью команд ПЭВМ 8, поступающих на управляющие входы первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого усилителей 11, 13, 17, 19, 22, 24, 26, 28 (например, с помощью цифровых потенциометров).The required amplitude and phase ratios of the signals are generated using PC commands 8 received at the control inputs of the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh and eighth amplifiers 11, 13, 17, 19, 22, 24, 26, 28 (for example using digital potentiometers).
Указанные режимы работы устройства могут быть реализованы одновременно в разных комбинациях, с использованием отдельного управления для каждого усилителя и фильтра.These modes of operation of the device can be implemented simultaneously in different combinations, using a separate control for each amplifier and filter.
Для контроля усилительно-преобразовательных трактов предусмотрена подача калибровочных сигналов на первую, вторую и третью магнитные антенны 1, 16, 21 отсоответственно первого, второго и третьего калибраторов 33, 35, 37, управляемых ПЭВМ 8 с помощью первого, второго и третьего ЦАП 32, 34, 36.To control the amplifier-converter paths, calibration signals are provided for the first, second, and third magnetic antennas 1, 16, 21, respectively, of the first, second, and third calibrators 33, 35, 37, controlled by a personal computer 8 using the first, second, and third DACs 32, 34 , 36.
Калибровка микробарометра 2 осуществляется с помощью четвертого калибратора 39. Четвертый калибратор 39 является управляемым от ПЭВМ 8 источником импульсного и синусоидального инфразвука, в простейшем случае это может быть усилитель мощности с динамическим громкоговорителем. Четвертый калибратор 39 установлен на расстоянии одного или нескольких метров от микробарометра 2 и акустически связан с последним через окружающую среду. В процессе калибровки определяются амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) микробарометра 2 с седьмым усилителем 26 и четвертым фильтром 27, а также реальная скорость инфразвука на текущий момент. Для этого в памяти ПЭВМ 8 хранятся цифровые образы эталонных синусоидальных сигналов и импульсного сигнала, которые из ПЭВМ 8 передаются в четвертый калибратор 39 через четвертый ЦАП 38. Для снятия АЧХ на микробарометр 2 подаются эталонные синусоидальные акустические сигналы с частотами рабочего диапазона микробарометра 2, которые преобразуются, усиливаются, фильтруются и через четвертый АЦП 6 поступают в ПЭВМ 8, где вычисляется АЧХ. Для определения реальной скорости инфразвука на текущий момент ПЭВМ 8 подает эталонный импульсный сигнал на четвертый калибратор 39, одновременно запускает второй таймер 48 и запускает через первый таймер 44 первый счетчик 46, который начинает отсчет времени прохождения инфразвуком известного расстояния между четвертым калибратором 39 и микробарометром 2, выходной сигнал которого через седьмой усилитель 26, четвертый фильтр 27, а также через восьмой усилитель 28 и пятый фильтр 29 поступает на четвертый пороговый блок 30 и первую схему И 31 и останавливает первый счетчик 46. Полученное значение интервала времени с выхода первого счетчика 46 поступает в ПЭВМ 8, где по известному расстоянию между четвертым калибратором 39 и микробарометром 2 определяется реальная скорость инфразвука на текущий момент для расчета точного значения дальности до источника сигнала.Calibration of the microbarometer 2 is carried out using the fourth calibrator 39. The fourth calibrator 39 is a source of pulsed and sinusoidal infrasound controlled from the PC 8, in the simplest case it can be a power amplifier with a dynamic loudspeaker. The fourth calibrator 39 is installed at a distance of one or several meters from the microbarometer 2 and is acoustically connected to the latter through the environment. In the process of calibration, the amplitude-frequency characteristic (AFC) of the microbarometer 2 with the seventh amplifier 26 and the fourth filter 27 is determined, as well as the actual speed of infrasound at the current moment. For this, the personal computer 8 stores digital images of the reference sinusoidal signals and the pulse signal, which are transmitted from the PC 8 to the fourth calibrator 39 through the fourth DAC 38. To remove the frequency response, reference sinusoidal acoustic signals with frequencies of the operating range of the microbarometer 2 are transmitted to the microbarometer 2, which are converted , amplified, filtered, and through the fourth ADC 6 enter the PC 8, where the frequency response is calculated. To determine the real speed of infrasound at the current moment, the PC 8 supplies a reference pulse signal to the fourth calibrator 39, simultaneously starts the second timer 48 and starts through the first timer 44 the first counter 46, which starts counting the infrasound passage of the known distance between the fourth calibrator 39 and microbarometer 2, the output signal of which through the seventh amplifier 26, the fourth filter 27, as well as through the eighth amplifier 28 and the fifth filter 29 is supplied to the fourth threshold block 30 and the first circuit And 31 and stop injects the first counter 46. The obtained value of the time interval from the output of the first counter 46 goes to the personal computer 8, where the actual speed of infrasound at the current moment is determined by the known distance between the fourth calibrator 39 and the microbarometer 2 to calculate the exact value of the distance to the signal source.
Информация, полученная в процессе работы, привязывается к единому времени с помощью блока 9 системы единого времени (GPS или Глонасс) и передается по назначению с помощью блока 10 связи с абонентами.Information obtained during the operation is tied to a single time using block 9 of the single time system (GPS or Glonass) and transmitted to the destination using block 10 communication with subscribers.
Таким образом, предлагаемое устройство для определения направления и дальности до источника сигналов в сравнении с прототипом обеспечивает возможность использования устройства на однопозиционном пункте наблюдения или на средстве передвижения, возможность использования устройства на ближних расстояниях в реальном масштабе времени и увеличение помехоустойчивости устройства при наличии мешающих сигналов, поступающих с других азимутов.Thus, the proposed device for determining the direction and distance to the signal source in comparison with the prototype provides the ability to use the device at a single-point observation point or vehicle, the ability to use the device at short distances in real time and increase the noise immunity of the device in the presence of interfering signals from other azimuths.
Источники информацииInformation sources
1. Забытая радиометеорология. В. Поляков. Журнал «Радио», 2004, №7, с. 29-30, http://detect-ufo.narod.ru/pribor/(detect:radio/pelengatr_01.html http://www.chipinfo.ru/literature/radio/200407/p29-30.html.1. Forgotten radio meteorology. V. Polyakov. Radio Magazine, 2004, No. 7, p. 29-30, http://detect-ufo.narod.ru/pribor/(detect:radio/pelengatr_01.html http://www.chipinfo.ru/literature/radio/200407/p29-30.html.
2. Электромагнитная акустическая система обнаружения грозовых разрядов, К.В. Вознесенская, А.В. Соловьев, И.С. Гибанов, Д.С. Провоторов, М.В. Чепчугов, А.А. Бочаров, Вестник науки Сибири. Серия Инженерные науки 2012. №5 (6), с. 70-75, http://sjs.tpu.ru, УДК 534.321.8.2. Electromagnetic acoustic system for detecting lightning discharges, K.V. Voznesenskaya, A.V. Soloviev, I.S. Gibanov, D.S. Provotorov, M.V. Chepchugov, A.A. Bocharov, Bulletin of the science of Siberia. Series Engineering Sciences 2012. No. 5 (6), p. 70-75, http://sjs.tpu.ru, UDC 534.321.8.
3. Широкополосное двухкомпонентное приемное антенное устройство (патент РФ №2474014 C1, H01Q 7/04, опубл. 27.01.2013).3. Broadband two-component receiving antenna device (RF patent No. 2474014 C1, H01Q 7/04, publ. 01.27.2013).
4. Анализ методов и средств пассивной радиолокации грозовых очагов. Павел Трусковский, Rroceedings of International Conference RelStat′04, Part 3, с. 431-437, Институт транспорта и связи, Ломоносова 1, Рига, LV-1019, Латвия, E-mail: truskovskis@tsi.lv.4. Analysis of methods and means of passive radar detection of thunderstorm centers. Pavel Truskovsky, Rroceedings of International Conference RelStat′04, Part 3, p. 431-437, Transport and Telecommunication Institute, Lomonosov 1, Riga, LV-1019, Latvia, E-mail: truskovskis@tsi.lv.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118623/28A RU2559165C1 (en) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | Device for determination of direction and distance to signal source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118623/28A RU2559165C1 (en) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | Device for determination of direction and distance to signal source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2559165C1 true RU2559165C1 (en) | 2015-08-10 |
Family
ID=53796239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014118623/28A RU2559165C1 (en) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | Device for determination of direction and distance to signal source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2559165C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2620910C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining peleng and distance to source of signals |
| RU2620919C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining peleng and distance to source of signals |
| RU2620917C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining peleng and distance to source of signals |
| RU2620976C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determination of location source of signals |
| RU2620925C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Method for determining directions and distance to signals source |
| RU2631906C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-09-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining location of signal source |
| RU2633647C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-10-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining directions and distance to signal source |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3845487A (en) * | 1972-09-26 | 1974-10-29 | U Lammers | Radio direction finding system |
| US5625364A (en) * | 1994-07-08 | 1997-04-29 | Lockheed Sanders, Inc. | Apparatus and method for finding a signal emission source |
| RU2191402C2 (en) * | 2000-06-15 | 2002-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" | Procedure determining position of lost object and device for its realization |
| RU2510044C1 (en) * | 2012-08-07 | 2014-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" | Method and apparatus for determining coordinates of radio-frequency radiation sources |
-
2014
- 2014-05-08 RU RU2014118623/28A patent/RU2559165C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3845487A (en) * | 1972-09-26 | 1974-10-29 | U Lammers | Radio direction finding system |
| US5625364A (en) * | 1994-07-08 | 1997-04-29 | Lockheed Sanders, Inc. | Apparatus and method for finding a signal emission source |
| RU2191402C2 (en) * | 2000-06-15 | 2002-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт измерительных приборов" | Procedure determining position of lost object and device for its realization |
| RU2510044C1 (en) * | 2012-08-07 | 2014-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Специальный Технологический Центр" | Method and apparatus for determining coordinates of radio-frequency radiation sources |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2620910C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining peleng and distance to source of signals |
| RU2620919C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining peleng and distance to source of signals |
| RU2620917C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining peleng and distance to source of signals |
| RU2620976C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determination of location source of signals |
| RU2620925C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-05-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Method for determining directions and distance to signals source |
| RU2631906C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-09-28 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining location of signal source |
| RU2633647C1 (en) * | 2016-05-20 | 2017-10-16 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") | Device for determining directions and distance to signal source |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2559165C1 (en) | Device for determination of direction and distance to signal source | |
| RU2529355C2 (en) | Method of determining spatial distribution of ionospheric inhomogeneities | |
| RU2506605C2 (en) | Ranging method and device to determine coordinates of radiation source | |
| MaMullen et al. | A simple rising-edge detector for time-of-arrival estimation | |
| RU2620925C1 (en) | Method for determining directions and distance to signals source | |
| RU2631906C1 (en) | Device for determining location of signal source | |
| Sineglazov | Landmarks navigation system software | |
| RU2554321C1 (en) | Device for determination of direction and distance to signal source | |
| RU128726U1 (en) | DEVICE FOR EVALUATING THE DIFFERENCE OF THE MOMENTS OF RECEIVING RADIO SIGNALS IN TWO SPACED RECEIVING POINTS | |
| RU2317566C1 (en) | Mode of measuring of angular attitude of radar targets with a two-coordinate radar of meter range | |
| RU2552852C1 (en) | Device for determination of direction and distance to signal source | |
| CN105069775B (en) | SAR image ship detection method based on Fourier space | |
| RU2561308C1 (en) | Device for determination of direction and distance to signal source | |
| RU2545068C1 (en) | Measurement method of changes of heading angle of movement of source of sounding signals | |
| RU2562828C1 (en) | Device for determination of direction and distance to signal source | |
| US6841766B2 (en) | Apparatus and method for detecting the location, intensity and initiation time of an energy pulse | |
| RU165153U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE LOCATION OF THE SIGNAL SOURCE | |
| RU2559307C1 (en) | Device for determination of direction and distance to signal source | |
| RU2655664C1 (en) | Method for detecting objects in active location | |
| Rovňáková et al. | Investigation of localization accuracy for UWB radar operating in complex environment | |
| RU2558654C1 (en) | Device determining direction and distance to signal source | |
| RU2620910C1 (en) | Device for determining peleng and distance to source of signals | |
| RU165455U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE LOCATION OF THE SIGNAL SOURCE | |
| RU2620917C1 (en) | Device for determining peleng and distance to source of signals | |
| RU2633647C1 (en) | Device for determining directions and distance to signal source |