Метеорологическая радиолокационная станция

Метеорологическая радиолокационная станция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКАЯ РАдаОЛО- . КАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ, содержащая син- . хронизатор, передатчик, генератор калибровочных радиоимпульсов, матрицу напряжений временной автоматической регулировки усиления, последовательно соединенные антенну, коммутатор , логарифмический приемник, ана-лого цифровой преобразователь и блок усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по дальности и азимуту, последовательно соединенные сумматорJ пороговый блок и регистратор , причем выход передатчика соеди- , нен с вторым входом коммутатора, второй выход которого соединен через генератор калибровочных радиоимпульсов со своим третьим входом, выход матрицы напряжений временной автоматической регулировки усиления соединен с первым входом сумматора, первый выход синхронизатора соединен с управлякнцими входами передатчика логарифмического приемника, коммутатора и генератора калибровочных радиоимпульсов , а второй выход синхронизатора соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя, блока усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по дальности и.азимуту, сумматора, матрицы напряжений временной автоматической регулировки усиления и регистратора, о т .личающаяся тем, что, с целью повышения точности определения эффективной отражающей поверхности (Л метеообъектов, введены блок памяти амплитуды калибровочных импульсов и блок вычитания, причем выход блока усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по дальности и азимуту соединен с первым входом блока вычитания и через блок памяти амплиСП туды калибровочных импульсов с вто00 . рым входом блока вычитания, выход которого - соединен с вторым входом сум- , j: матора, а второй выход синхронизатора соединен с управляющими входами блока памяти амплитуды калибровочных импульсов и блока вычитания.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

1

1 l с

3 1 (1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

{21) 3446719/18-09 (22) 27.05.82 (46) 15. 12. 87. Бюл. У 46 (72) В. Н. Губарчук, А.П.Иванников, А.А.Иванов, Ю.В.Мельничук и Г.Ш.Руд ман (53) 621 ° 396.967(088.8) (56) WR = 100 = S/WSR = 74S, S-Band

Meteorological Radar System instruction Mannal, august 1975, Enter priseElectronics corporation P.0. Вох

1216, Enter prise Alabama 36330,, (54)(57) МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКАЯ РАДИОЛОКАЦИОННАЯ СТАНЦИЯ, содержащая синхронизатор, передатчик, генератор калибровочных радиоимпульсов, матрицу напряжений временной автоматической регулировки усиления, последовательно соединенные антенну, коммутатор, логарифмический приемник, ана-лого-цифровой преобразователь и блок усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по дальности и азимуту, последовательно соединенные сумматор, пороговый блок и регистратор, причем выход передатчика соединен с вторым входом коммутатора, второй выход которого соединен через генератор калибровочных радиоимпульсов со своим третьим входом, выход матрицы напряжений временной автома„„SU„„1058444 А тической регулировки усиления соединен с первым входом сумматора, первый выход синхронизатора соединен с управляющими входами передатчика логарифмического приемника, коммутатора и генератора калибровочных радиоимпульсов, а второй выход синхронизатора соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя, блока усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по дальности и азимуту, сумматора, матрицы напряжений временной автоматической регулировки усиления и регистратора, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения точности определения эффективной отражающей поверхности метеообъектов, введены блок памяти амплитуды калибровочных импульсов и блок вычитания, причем выход блока, усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по дальности и азимуту соединен с первым входом блока вычитания и через блок памяти амплитуды калибровочных импульсов с вторым входом блока вычитания, выход которого.соединен с вторым входом сум-, матора, а второй выход синхронизатора соединен с управляющими входами блока памяти амплитуды калибровочных импульсов и блока вычитания.

8444 синхронизатор, передатчик, генератор калибровочных радиоимпульсов, матрицу напряжений временной автоматической регулировки усиления, последовательно соединенные антенну, коммутатор, логарифмический приемник, аналого-цифровой преобразователь и блок усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по дальности и азимуту и последовательно соединенные сумматор, пороговый блок и регистра15 тор причем выход передатчика соединен с вторым входом коммутатора, второй выход которого соединен через генератор калибровочных радиоимпульсов со своим третьим входом, выход матрицы напряжений временной автоматической регулировки усиления соединен с первым входом сумматора, первый выход синхронизатора соединен с управляющими входами передатчика, логарифмического приемника, коммутатора и генератора калибровочных радиоимпульссв, а второй выход синхронизатора соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя, блока усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по дальности и азимуту, сумматора, матрицы напряжений временной автоматической регулировки усиления и регистратора, введены блок памяти амплитуды калибровочных импульсов и блок вычитания, причем выход блока усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по дальности и азимуту соединен с

40 первым входом блока вычитания и через блок памяти амплитуды калибровочных импульсов с вторым входом блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а второй выход синхронизатора соединен с управляющими входами блока памяти амплитуды калибровочных импульсов и блока вычитания.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенной станции; на фиг. 2 — вариант реализации генератора калибровочньгл радиоимпульсов; на фиг, 3 — вариант реализации блока усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по дальности и азимуту, на фиг. 4 структурная схема синхронизатора..

Станция (фиг. 1) содержит антенну.

1, коммутатор 2, передатчик 3, гене° Цель изобретения — повышение точности определения эффективной отражающей поверхности метеообъектов.

1 105

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в метеорологии для автоматизации сбора, обработки и представления информации о. количестве выпавших осадков, прогноза погоды и так далее.

Известна метеорологическая радиолокационная станция, содержащая синхронизатор, передатчик, генератор калибровочных импульсов, матрицу напряжений временной автоматической регулировки усиления, последовательно соединенные антенну, коммутатор, логарифмический приемник, аналого-цифровой преобразователь и блок усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по дальности и азимуту и последовательно соединенные сумматор, пороговый блок и регистратор, причем выход передатчика соединен с вторым входом коммутатора, второй выход которого соединен через генератор калибровочных радиоимпульсов со своим третьим входом, выход матрицы напряжений временной автоматической регулировки усиления соединен с первым входом сумматора, первый выход синхронизатора соединен с управляющими входами передатчика логарифмического приемника, коммутатора и генератора калибровочных радиоимпульсов, а второй выход синхронизатора соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя, блока усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по дальности и азимуту, сумматора, матрицы напряжений временной автоматической регулировки усиления и. регистратора.

Однако известная метеорологическая радиолокационная станция имеет невысокую точность определения отражающей поверхности метеобъектов. Это объясняется тем, что калибровка метео радиолокатора осуществляется не непрерывно во времени. В интервалах меж ду проведением калибровки возможны изменения параметров радиолокационной аппаратуры и, следовательно, уменьшается надежность информации о величине радиолокационной отражаемости метеообъектов. Кроме того, при проведении калибровки нарушается непрерывность наблюдений за метеообъектами.

Для этого в метеорологическую радиолокационную станцию, содержащую

44 4

40 (2) 55 з 10584 ,ратор 4 калибровочных радиоимпульсов„ логарифмический приемник 5, аналого.цифровой преобразователь (АЦП) 6, блок 7 усреднения сигнала по несколь5 ким элементам разрешения по дальности и азимуту, блок 8 памяти амплитуды калибровочных импульсов, блок 9 вычитания, сумматор 10, матрица 11 напряжений временной автоматической регулировки усиления (ВАРУ), пороговый блок 12, регистратор 13 и синхронизатор 14.

Генератор калибровочных радиоимпульсов (фиг. 2) содержит генератор

15 импульсов, управляемый аттенюатор

16 и блок 17 сравнения.

Блок усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по дальности и азимуту (фиг. 3) содержит буфер- 20 ный регистр 18, сумматор 19., буферный регистр 20, блок 21 деления, ключ 22, сумматор 23, буферный регистр 24, оперативный запоминающий блок 25, блок 26 деления и счетчики 27 и 28. 25

Синхронизатор (фиг. 4) содержит генератор 29 опорных импульсов, счетчик 30, дешифратор 3 1 и формирователь импульсов 32.

Система работает следующим обра- 30 зом

Генератор 4 калибровочных радиоимпульсов формирует калибровочные импульсы смощностью Р„,которая соответствует гипотетической отражаемости Z на расстоянии R

n„„

С Z к и

P о (1) к Кг о где С вЂ” постоянная радиолокатора, определяемая его техническими характеристиками; — длительность зондирующих импульсов; 45 — минимальная длительность о зондирующих импульсов метеорадиолокатора.

Тогда на выходе аналого-цифровогб преобразователя 6 сигнал, соответст- > вующий калибровочному импульсу, имеет вид п

N „=1яЕ +1яС=21дК +lg о

Аналогично известной системе осуществляется излучение зондирующих импульсов, прием и усиление отраженных сигналов с помощью антенны 1, коммутатора 2, передатчика 3, логарифмического приемника 5. Аналого.-цифровым преобразователем 6 выполняется преобразование аналоговых напряжений отраженного и калибровочного сигналов в двоичный код. После усреднения по дальности и азимуту калибровочные импульсы записываются в блок 8 памяти амплитуды калибровочных импульсов, а отраженные сигналы поступают на блок 9 вычитания, на второй вход которого поступает калибровочный сигнал с выхода блока 8 памяти амплитуды калибровочных импульсов. Выходной сигнал блока 9 вычитания можно представить в виде

Ф

N N „=lgZ ИН я2 к+ яВ. К-n (3) о

Отсюда напряжение, соответствующее радиолокационной отражаемости метеообъектов, имеет вид

lgZ = N — N „+ К,(R), (4)

n„„ где К (R)=lgZ„+2LgR-21gR,+lg — „-.

Выходной сигнал блока 9 вычитания поступает на сумматор 10, на второй вход которого поступает корректирующий сигнал К (P) с матрицы

11 ВАРУ, вследствие чего устраняется зависимость отраженных сигналов от расстояния до метеообъекта R, дли" тельность зондирующего импульса и учитываются параметры калибровочного сигнала R и 2 . Таким образом, выходной сигнал сумматора 10 описывается выражением (4) и соответствует отражаемости метеообъектов. Напряжение с выхода сумматора 10 через пороговый блок 12 поступает на регистратор 13 и отображается в виде яркостного сигнала. Синхронизатор 14, как и в прототипе, определяет ритм работы радиолокатора, в частности, длительность и период следования зондирующих импульсов, дискретность преобразования аналоговой информации в цифровую, темп обработки цифровой информации ипрочее.

Генератор калибровочных импульсов работает следующим образом. Генератор 15 импульсов вырабатывает радиоимпульсы, которые через управляемый аттенюатор 16 поступают на первый вход блока 17 сравнения, на второй

I .вход которого поступает часть мощ5 105844 ности зондирующих импульсов. С выхода блока.17 сравнения разностный сигнал управляет коэффициентом передачи управляемого аттенюатора 16, вследствие чего выходной сигнал аттенюатора постоянно поддерживается на уровне, составляющем определенную часть мощности зондирующих. импульсов передатчика. Калибровочные радиоимпульсы с выхода аттенюатора 16 поступают через коммутатор 2 на логарифмический приемник 5.

Блок усреднения сигнала по нескольким элементам разрешения по даль- 15 ности и азимуту (фиг. 3) работает следующим образом. Входной сигнал поступает через буферный регистр 18 на накапливающий сумматор, состоящий из сумматора 19 и буферного регистра

20. Результат суммирования накапливается в буферном регистре 20 и затем поступает на блок 21 деления. Количество суммируемых выборок по дальности определяется счетчиком 27. Сигнал 25 с выхода блока 21 поступает через ключ 22 на накапливающий сумматор усреднения по азимуту, состоящий из "умматора 23, буферного регистра 24 и оперативного запоминающего блока 25.

4 е

Ключ 22, управляемый счетчиком 28, определяет количество накапливаемых импульсов. Результат суммирования накапливается в буферном регистре

24 и поступает на блок 26 деления, с выхода которого снимается усредненный по дальности и азимуту сигнал.

На счетчики 27 и 28 поступают тактовые импульсы с синхронизатора 14, который работает следующим образом.

Генератор 29 опорных импульсов последовательно изменяет состояния счетчика 30 с периодом повторения цикла изменения состояний Тп. Заданную селекцию состояний, время появления которых соответствует длительности и временному положению синхронизирующих импульсов, осуществляет дешифратор 31. Сформированные по длительности в формирователе 32 синхро импульсы поступают потребителям.

Таким образом в предлагаемой системе калибровка осуществляется непрерывно в процессе работы станции и не нарушает процесса наблюдений, что повьппает точность и оперативность определения радиолокационной отражаемости метеообъектов.

1058444

Составитель

Редактор Н.Силонягина Техред Л.Олийнык КорректорС.Шекмар

Заказ 6414 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r ° Ужгород, ул. Проектная, 4