Устройство для измерения параметров морского волнения

Устройство для измерения параметров морского волнения

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МОРСКОГО ВОЛНЕНИЯ, содержащее передающий тракт, выполненный в виде последовательно соединенных передатчика, коммутирующего устройства и приемопередающей антенны, и приемный тракт, выполненный в виде последовательно соединенных первого фильтра низких частот, блока АРУ, приемного блока, детектора огибающей отраженного сигнала, вычитающего блока, компаратора, преобразователя период - напряжение, второго фильтра низких частот, первого умножителя и индикатора, а также квадратора, выход которого соединен с входом третьего фильтра низких частот, а вход - с выходом вычитающего блока, второй выход детектора огибающей отраженного сигнала соединен с входом первого фильтра низких частот, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых высот морских волн и повышения точности их измерения, дополнительно в него введены последовательно соединенные второй умножитель, четвертый фильтр низких частот, делитель напряжения и сумматор, а также функциональный преобразователь функции y = x^1/2, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а вход - с выходом третьего фильтра низких частот с вторым входом делителя напряжения, выход квадратора соединен с первым входом второго умножителя, второй вход которого соединен с выходом вычитающего блока, выход сумматора соединен с вторым входом индикатора.

Изобретение относится к области океанографических измерений и, в частности, может быть использовано для измерения параметров морского волнения с летательных аппаратов. Известно устройство для измерения параметров морского волнения, содержащее приемо-передающую антенну, соединенную с передатчиком СВЧ диапазона, приемник, подключенный к входу коррелятора, регистрирующее устройство, широкополосный логарифмический усилитель, детектор, низкочастотный логарифмический усилитель и вычитающее устройство, причем выход коррелятора соединен с первым из входов вычитающего устройства, через последовательно включенные детектор и низкочастотный логарифмический усилитель, а с вторым входом через широкополосный логарифмический усилитель, выход вычитающего устройства соединен с регистрирующим устройством. Недостатком известного устройства является малая точность измерения параметров морского волнения. Наиболее близким устройством к изобретению является устройство для измерения параметров морского волнения, содержащее передающий тракт, выполненный в виде последовательно соединенных передатчика, коммутирующего устройства и приемопередающей антенны и приемный тракт, выполненный в виде последовательно соединенных первого фильтра низких частот, блока АРУ, приемного блока, детектора огибающей отраженного сигнала, вычитающего блока, компаратора, преобразователя период-напряжения, второго фильтра низких частот, первого умножителя и индикатора. Недостатком устройства является малый диапазон измеряемых частот морских волн и малая точность их измерения. Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых высот морских волн и повышение точности их измерения. Цель достигается тем, что в устройство для измерения параметров морского волнения, содержащее передающий тракт, выполненный в виде последовательно соединенных передатчика, коммутирующего устройства и приемо-передающей антенны и приемный тракт, выполненный в виде последовательно соединенных первого фильтра низких частот, блока АРУ, приемного блока, детектора огибающей отраженного сигнала, вычитающего блока, компаратора, преобразователя период-напряжение, второго фильтра низких частот, первого умножителя и индикатора, а также квадратора, выход которого соединен с входом третьего фильтра низких частот, а выход с выходом вычитающего блока, второй выход детектора огибающей отраженного сигнала соединен с входом первого фильтра низких частот, дополнительно введено последовательно соединенные второй умножитель, четвертый фильтр низких частот, делитель напряжения и сумматор, а также функциональный преобразователь функции у х ^1/2, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а вход с выходом третьего фильтра низких частот и с вторым входом делителя напряжения, выход квадратора соединен с первым входом второго умножителя, второй вход которого соединен с выходом вычитающего блока, выход сумматора соединен с вторым входом индикатора. На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения параметров морского волнения. Устройство для измерения параметров морского волнения содержит приемо-передающую антенну 1, коммутирующее устройство 2, передатчик 3, приемный блок 4, детектор огибающей отраженного сигнала 5, первый фильтр низких частот 6, блок АРУ 7, вычитающее устройство 8, компаратор 9, преобразователь период-напряжение 10, второй фильтр низких частот 11, первый умножитель 12, индикатор 13, квадратор 14, третий фильтр низких частот 15, функциональных преобразователь функции у х ^1/2 16, сумматор 17, второй умножитель 18, четвертый фильтр низких частот 19, делитель напряжения 20. Работает устройство для измерения параметров морских волн следующим образом. Радиоимпульсы передатчика 3 через коммутирующее устройство 2 поступают на приемо-передающую антенну 1 и излучаются. Отраженный морской поверхностью радиосигнал принимается приемо-передающей антенной 1 и через коммутирующее устройство 2 поступает в приемник 4, где усиливается и подается на детектор огибающей 5. С выхода детектора 5 напряжение огибающей отраженного сигнала U(t) подается на вычитающее устройство 8 и первый фильтр низких частот 6, который выделяет напряжение, усредненное по времени U(t) пропорциональное среднему значению напряжения огибающей. Это напряжение поступает в блок АРУ 7. Величина напряжения на выходе детектора 5 характеризует величину коэффициента отраженного сигнала. Напряжение с блока 8 возводится в квадрат в квадраторе 14 и усредняется в третьем фильтре низких частот 15 и далее подается в функциональный преобразователь, реализующий степенную функцию у х ^1/2, на выходе которого образуется напряжение, пропорциональное коэффициенту вариации огибающей сигнала. Выходное напряжение с квадратора 14 подается на входы второго умножителя 18, выходное напряжение которого усредняется в четвертом фильтре низких частот 19, которое будет пропорционально отношению третьего центрального момента распределения огибающей сигнала к кубу первого начального момента. Выходные напряжения с фильтров низких частот 15 и 19 подаются на делитель напряжения 20, выходное напряжение которое пропорционально отношению третьего центрального момента к произведению дисперсии и первого начального момента огибающей отраженного сигнала. Выходные напряжения с делителя напряжения 20 и функционального преобразователя 16 суммируются в сумматоре 17, выходное напряжение которого зависит от высоты морских волн. С выхода сумматора 17 напряжение поступает на второй вход индикатора, проградуированный в значениях высоты морских волн. Принцип измерения средней длины и направления распространения морских волн, а также структура канала для их измерения отражены в известном устройстве. Таким образом, введение в устройство дополнительных блоков позволяет использовать в качестве информативного параметра при измерении высоты морских волн не коэффициент вариации огибающей сигнала, а более сложный параметр состоящей из суммы слагаемых коэффициента вариации огибающей отраженного сигнала и произведения коэффициента вариации огибающей отраженного сигнала и коэффициента асимметрии распределения огибающей отраженного сигнала, что позволит расширить диапазон измеряемых высот морских волн и повысить точность их измерения при неизменном количестве излучаемых рабочих частот.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МОРСКОГО ВОЛНЕНИЯ, содержащее передающий тракт, выполненный в виде последовательно соединенных передатчика, коммутирующего устройства и приемопередающей антенны и приемный тракт, выполненный в виде последовательно соединенных первого фильтра низких частот, блока АРУ, приемного блока, детектора огибающей отраженного сигнала, вычитающего блока, компаратора, преобразователя период напряжение, второго фильтра низких частот, первого умножителя и индикатора, а также квадратора, выход которого соединен с входом третьего фильтра низких частот, а вход с выходом вычитающего блока, второй выход детектора огибающей отраженного сигнала соединен с входом первого фильтра низких частот, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых высот морских волн и повышения точности их измерения, дополнительно в него введены последовательно соединенные второй умножитель, четвертый фильтр низких частот, делитель напряжения и сумматор, а также функциональный преобразователь функции y x^1/2, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а вход с выходом третьего фильтра низких частот с вторым входом делителя напряжения, выход квадратора соединен с первым входом второго умножителя, второй вход которого соединен с выходом вычитающего блока, выход сумматора соединен с вторым входом индикатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000