Грозопеленгатор-дальномер

Грозопеленгатор-дальномер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ГРОЗОПЕЯЕНГАТОР-ДАЛЬНОМЕР , содержащий пеленгатор, индикатор , блок управления, электрическ5то антенну, соединенную с первым входом блока управления, и первую и вторую магнитные антенны, соединенные с первым и вторым входами пеленгатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения местоположения грозовьпс разрядов, введены импульсный Е-Н-дальномер, амплитудный дальномер и блок цифровой обработки , причем выход электрической антенны соединен с третьим входом пеленгатора и первыми входами амплитудного дальномера и импульсного Е-Н-дальномера, выходы первой и второй магнитных антенн соединены с вторым и третьим входами импульсного Е-Н-дальномера и с вторым и третьим входами блока управления соответственно, выходы импульсного Е-Н-дальномера, амплитудного дальномера и пеленгатора соединены соответственно с первым, вторым и треть им входами блока цифровой обработки , первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с первым, вторым, третьим и четвертьм входами индикатора, первьй, второй , третий, четвертый и пятый выходы блока управления соединены с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым управляющими входами импульсного Е-Н-дальномера, четвертый, третий и пятый выходы блока управления соединены соответственно с первым, вторьм и третьим управляющими входами амплитудного дальномеi ра и пеленгатора, четвертый выход блока управления соединен с первым (Л управляющим входом блока цифровой обработки, а выход индикатора соединен с четвертым управляющим входом амплитудного дальномера и вторым управляющим входом блока цифровой обработки. 2. Грозопеленгатор-дальномер по П.1, отличающийся тем, что, импульсный Е-Н-дальномер содержит первый полосовой фильтр, первый, второй, третий и четвертый преобразующие фильтры, первый,, второй, третий и четвертый формирователи нулевых переходов (ФНП), последовательно соединенные второй полосовой фильтр, пятый ФНП и первый элемент И, последовательно соединенные третий полосовой фильтр, шестой ФНП и второй элемент И, первый , второй, третий и четвертый элементы РШИ, первый и второй блоки триггеров, первый, второй, третий и четвертый блоки элементов И, первый и второй триггеры, первый и вто

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5Ц4 С О1 S 13/95

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3702183/24-09 (22) 10.02.84 (46) 23.10.85, Бюл. ¹ 39 (72) Н.А. Файзулин, Б.В. Семагин, В.Д. Плотников, Н.И. Крохин, В.И. Кунин и В.В. Табашников (53) 621.396.967 (088.8) (56) Бару Н.В., Кононов И.И., Соломоник M.Е. Радиопеленгаторы-дальномерьг ближних гроз. Л.: Гидрометеоиздат, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 305434, кл. С 01 $ 5/16, 1970. (54)(57) 1. ГРОЗОПЕЛЕНГАТОР-ДАПЬНОМЕР содержащий пеленгатор, индикатор, блок управления, электрическую антенну, соединенную с первым входом блока управления, и первую и вторую магнитные антенны, соединенные с первым и вторым входами пеленгатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности определения местоположения грозовых разрядов, введены импульсный Е-Н-дальномер, амплитудный дальномер и блок цифровой обработки, причем выход электрической антенны соединен с третьим входом пеленгатора и первыми входами амплитудного дальномера и импульсного

Е-Н-дальномера, выходы первой и второй магнитных антенн соединены с вторым и третьим входами импульсного Е-Н-дальномера и с вторым и третьим входами блока управления соответственно, выходы импульсного

Е-Н-дальномера, амплитудного дальномера и пеленгатора соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока цифровой обработки, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены с первым, вторым, третьим и четвертым входами индикатора, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока управления соединены с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым управляющими входами импульсного Е-Н-дальномера, четвертый, третий и пятый выходы блока управления соединены соответственно с первым, вторым и третьим управляющими входами амплитудного дальномера и пеленгатора, четвертый выход блока управления соединен с первым управляющим входом блока цифровой обработки, а выход индикатора соединен с четвертым управляющим входом амплитудного дальномера и вторым управляющим входом блока цифровой обработки.

2. Грозопеленгатор-дальномер по п.1, отличающийся тем, что, импульсный Е-Н-дальномер содержит первый полосовой фильтр, первый, второй, третий и четвертый преобразующие фильтры, первый,. второй, третий и четвертый формирователи нулевых переходов (ФНП), последовательно соединенные второй полосоной фильтр, пятый ФНП и первый элемент И, последовательно соединенные третий полосовой фильтр, шестой ФНП и второй элемент И, первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, первый и второй блоки триггеров, первый, второй, третий и четвертый блоки элементов И, первый и второй триггеры, первый и вто1187120 рой счетчики, генератор, блок формирования отношения и решающий блок, причем первый вход дальномера соединен с первым полосовым фильтром, выход первого преобразующего фильтра через первый ФНП соединен с первыми входами первого и второго блоков триггеров, выход второго преобразующего фильтра через второй

ФНП подключен к вторым входам первого и второго блоков триггеров и первым входам первого и второго блоков элементов И, выход третьего преобразующего фильтра через третий

ФНП подключен к третьим входам первого и второго блоков триггеров и вторым входам первого и второго блоков элементов И, выход четвертого преобразующего фильтра через четвертый ФНП подключен к четвертым входам первого и второго блоков триггеров, выход первого полосового фильтра соединен с входами первого, второго, третьего и четвертого преобразующих фильтров, первый, второй, третий и четвертый выходы первого блока триггеров соединены с соответствующими входами третьего блока элементов И и решающего блока, выход которого является выходом дальномера, первый, второй и третий выходы второго блок триггеров соединены с соответствующими входами четвертого блока элементов И и с пятым, шестым, седьмым входами третьего блока элементов И, первый, второй и третий выходы которого соединены через четвертый элемент ИЛИ с входом первого счетчи.ка, третьи входы первого и второго блоков элементов И соединены соот ветственно с первым и вторым выходами первого триггера, выход первого блока элементов И соединен через второй элемент ИЛИ с управляющим входом второго счетчика, а выход

I второго блока элементов И соединен через второй триггер с четвертым входом четвертого блока элементов И, первый, второй и третий выходы которого соединены через третий элемент ИЛИ с входом второго счетчика, первый, второй и третий выходы генератора соединены соответственно с восьмым, девятым, десятым входами третьего блока элементов И и с пятым, шестым, седьмым входами четвертого блока элементов И, второй вход дальномера соединен с входом второго полосового фильтра, первый и второй входы первого элемента ИЛИ соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами дальномера выход первого элемента ИЛИ соединен с пятым входом первого блока триггеров и с первым входом первого триггера, выходы первого и второго счетчиков соединены с соответствующими входами блока формирования отношения, третий вход которого соединен с четвертым выходом генератора, выход блока формирования отношения соединен с пятым входом решающего блока, третий управляющий вход дальномера соединен с управляющим входом блока формирования отношения, четвертый управляющий вход дальномера соединен с первым управляющим входом решающего блока, а пятый управляющий вход дальномера соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, с вторыми входами первого и второго триггеров, с управляющими входами первого и второго блоков триггеров, с управляющими входами первого счетчика и с вторым управляющим входом решающего блока.

3. Грозопеленгатор-дальномер по п.1, отличающийся тем, что -блок управления состоит из пер ого, второго и третьего компараторов, третьего, четвертого и пятого триггеров, генератора, третьего элемента И и делителя частоты, причем первый, второй и третий входы блока управления соединены через соответствующий компаратор с первыми входами третьего, четвертого и пятого триггеров, выходы которых являются соответственно пятым, первым и вторым выходами блока управления, выход генератора соединен через последовательно соединенные третий элемент И и делитель частоты с вторыми входами третьего, четвертого и пятого триггеров, выход третьего триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, а второй и третий выходы делителя частоты являются соответственно третьим и четвертым выходами блока управления.

1187120

4. Гроэопеленгатор-дальномер по п.1, отличающийся тем, что пеленгатор состоит из первого, второго и третьего резонансных усилителей, фазовращателя, сумматора, вычитателя, фазометров грубого и точного пеленга, пятого блока элементов И, третьего, четвертого и пятого счетчиков и первого коммутатора, причем первый вход пеленгатора соединен с последовательно соединенными первым резонансным усилителем и фазовращателем, выход которого подключен к первым входам сумматора и вычитателя, второй вход пеленгатора соединен через второй резонансный усилитель с вторыми входами сумматора и вычитателя, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами фазометра точного пеленга, третий вход пеленгатора соединен через третий резонансный усилитель с первым входом фазометра грубого пеленга, второй вход которого соединен с выходом сумматора, выход фазометра грубого пеленга соединен через третий счетчик с первым входом пятого блока элементов И, второй вход которого подключен к второму выходу пятого счетчика, выход пятого блока элементов И соединен с первым входом первого коммутатора, выход фазометра точного пеленга соединен с входами четвертого и пятого счетчиков, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами первого коммутатора, выход которого является выходом пеленгатора, первый управляющий вход пеленгатора соединен с управляющими входами фазометров точного и грубого пеленга, второй управляющий вход пеленгатора соединен с управляющим входом первого коммутатора, а третий управляющий вход пеленгатора соединен с управляющими входами третьего, четвертого и пятого счетчиков, 5. Грозопеленгатор-дальномер по п.1, отличающийся тем, что амплитудный дальномер содержит последовательно соединенные четвертый полосовой фильтр, амплитудный детектор и усилитель, четвер-. тый, пятый, шестой и седьмой компараторы, шестой, седьмой, восьмсй и девятый триггеры, шестой блок элементов И, шестой, седьмой, восьмой и девятый счетчики и второй коммутатор, причем входом амплитудного дальномера является вход четвертого полосового фильтра, выход усилителя подключен к входам четвертого, пятого, шестого и седьмого компараторов, выходы которых соединены соответственно через шестой, седьмой, восьмой и девятый триггеры с первым, вторым, третьим, четвертым входами шестого блока элементов И, первый, второй, третий и четвертый выходы шестого блока элементов И соединены соответственно через шестой, седьмой, восьмой и девятый счетчики с первым, вторым, третьим и четвертым входами второго коммутатора, пятый выход шестого блока элементов И соединен с пятым входом второго коммутатора, выход которого является выходом амплитудного дальномера, первый и второй управляющие входы амплитудного дальномера соединены соответственно с управляющими входами шестого блока элементов И и второго коммутатора, третий управляющий вход соединен с вторыми входами шестого, седьмого, восьмого и девятого триггеров, а четвертый управляющий вход соединен с управляющим входом шестого, седьмого, восьмого и девятого счетчиков.

6. Грозопеленгатор-дальномер по п.1, отличающийся тем, что блок цифровой обработки содержит первый, второй и третий блоки памяти, блок сравнения, второй и третий делители частоты, формирователь импульсов сдвига и третий генератор, причем первый, второй, третий входы блока цифровой обработки соединены через первый блок памяти с соответствующими входами блока сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно через второй и третий блоки памяти с первым и вторым выходами блока цифровой обработки, выход третьего генератора соединен с входами формирователя импульсов сдвига и второго делителя частоты, выходом соединенного с четвертым входом блока сравнения и входом третьего делителя частоты, выход которого соединен с пятым входом блока сравнения, третий и четвертый выходы блока цифровой обработки соединены соответственно с выходами

1187120

20 второго и третьего делителей частоты, . выход формирователя импульсов сдвига соединен с вторыми входами второго и третьего блоков памяти, первый и второй управляющие входы блока цифровой отработки соеденены соответствннио с управляющими входами первого блока памяти и второго, третьего блоков памяти.

7. Грозопеленгатор-.дальномер по п.2,. отличающийся тем, что.блок формирования отношения содержит седьмой и восьмой блоки элементов И, делитель, пятый и шес-. той элементы ИЛИ, ключ и десятый счетчик, причем первые входы седьмого и восьмого блоков элементов И являются соответственно перИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для определения местоположения грозовых очагов из одного пункта наблюдения.

Цель изобретения — повышение 5 точности определения местоположения грозового разряда.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема грозопеленгатора-дальномера, на фиг. 2-4— временные диаграммы поясняющие его работу; на фиг. 5 — решающий блок.

Грозопеленгатор-дальномер (фиг.1) . содержит электрическую антенну 1, 15 первую и вторую магнитные антенны

2 и 3, импульсный Е-Н дальномер 4, блок 5 управления, пеленгатор 6, амплитудный дальномер 7, блок 8 цифровой обработки, индикатор 9.

Импульсный Е-Н дальномер 4 содержит первый, второй и третий полосовые фильтры 10-12, первый, второй, третий и четвертый преобразующие фильтры 13-16, первый, второй, тре- 25 тий, четвертый, пятый и шестой формирователи 17-22 нулевых перепадов, первый и второй элементы И 23 и 24, первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ 25-28, первый и второй 30 блоки 29 и 30 триггеров, первый, второй,: третий и четвертый блоки вым и вторым входами блока формирования отношения, вторые входы седьмого и восьмого блоков элементов И соединены соответственно. с первым и вторым выходами делителя, первый вход которого подключен к выходу ключа, выходы седьмого блока элементов И соединены с входами пятого элемента ИЛИ, выход которого является выходом блока формирования отношения, выходы восьмого блока элементов И соединены с входами шестого элемента ИЛИ, выходом соединенного через счетчик с первым входом ключа, второй вход ключа соединен с третьим входом блока формирования отношения, а управляющий вход блока формирования отношения соединен с управляющими входами делителя и десятого счетчика.

31-34 элементов И, первый и второй триггеры 35 и 36, первый генератор ,37. певвый и второй счетчики 38 и

39, решающий блок 40, блок 41 формирования отношения. Блок 5 управления содержит первый, второй и третий компараторы 42-44, третий, четвертый и пятый триггеры 45-47, делитель 48 частоты, третий элемент И 49, второй генератор 50.

Пеленгатор 6 содержит первый, второй и третий резонансные усилители

51-53, фазовращатель 54, вычитатель

55, сумматор 56, фазометр 57 грубого пеленга, фазометр 58 точного пеленга, пятый блок элементов И

59, третий, четвертый и пятый счетчики 60-62, первый коммутатор 63.

Амплитудный дальномер 7 содержит палосовой фильтр 64, амплитудный . детектор 65, усилитель 66, четвертый, пятый, шестой и седьмой компараторы 67-70, шестой, седьмой, восьмой и девятый триггеры 71-74, шестой блок элементов И 75, шестой, седьмой, восьмой и девятый счетчики 76-79 и второй коммутатор 80.

Блок 8 цифровой обработки содержит первый, второй и третий блоки 81-83 памяти, блок 84 сравнения, второй и третий делители 85 и 86 частоты, формирователь 87 импульсов сдвига

118712 з и третий генератор 88 ° Блок 41 формирования отношения содержит седьмой и восьмой блоки элементов И 89 и 90, делитель 91, пятый и шестой элементы ИЛИ 92 и 93, ключ 94 и десятый счетчик 95, а решающий блок

40 содержит одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатый счетчики 96-98, третий коммутатор 99 и логический блок 100. 10

Гроэопеленгатор-дальномер работает следующим образом.

Сигнал грозового разряда, принятый электрической антенной 1 с круговой диаграммой направленности и ортогонально направленными первой и второй магнитными антеннами 2 и 3 с синусной и косинусной диаграммами направленности, поступает на входы импульсного Е-Н дальномера 4, бло- 20 ка 5 управления и пеленгатора 6.

Сигнал электрической антенны 1 поступает также на вход амплитудного дальномера 7. Измеренная импульсным Е-Н дальномером 4 дальность R„ 25 и измеренная амплитудным дальномером 7 дальность R, вместе с оценкой пеленга 8 полученной пеленгатором

6, подается.на блок 8 цифровой обработки, где запоминается в первом, втором и третьем блоках 81-83 памяти. Информация о координатах зарегистрированных разрядов опрашивается с блока 8 цифровой обработки с частотой 50 Гц и высвечивается на

35 экране ЭЛТ индикатора 9. Каждый грозовой разряд отображается в виде яркостной точки, расстояние которой от центра экрана в определенном масштабе обозначает дальность

40 до источника разряда, а угол отклонения от направления на север — его пеленг.

Импульсный Е-Н дальномер 4 работает следующим образом.

В основе оценки расстояния до источника грозовых разрядов лежит использование различных зависимостей электрической и магнитной составляющих поля от расстояния. В области низких частот (до 100 кГц)

50 и малых расстояний (до 100-120 км) выражения для вертикальной составляющей электрического поля и горизонтальной составляющей магнитного поля могут быть записаны

Ejjw)= a(oh jwc(-w ); (1) «jjw) = «(jwa- ы ) где а и Ь вЂ” амплитудные множители, К= с/R;c — скорость света, R — - дальность от точки наблюдения до источника излучения.

Если разделить выражение (2) на (1), приняв а=в, поскольку амплитуды не влияют на процесс измерения, и с/К =р, то получим выражение коэффициента передачи первого, второго, третьего и четвертого преобразующих фильтров 13-16

)5 +)и),Э-со где R4, — дальность настройки фильтра.

При подаче на вход преобразующих фильтров сигнала E для составляюZ щей поля на его выходе имеем,„„г

jjjjw)=a(a i)« -wE)

Р +jw9-и

Как видно из (4), при al — — p получим 0()ам)Н, (м) с точностью до амплитудных множителей. дальность до источника разряда оценивают по расхождению первых нулевых переходов выходных сигналов преобразующих фильтров, настроенных на различные дальности, и сигнала Н составляющей поля.

Если дальность до источника разряда и дальность настройки фильтра совпадают (A=/), то первые нулевые переходы совпадут. При 1 р нулевой переход U(è 1 опережает рулевой переход Н() о) при Ы >р наоборот, нулевой переход 1)(1 ы) отстает от нулевого перехода Н (ju) .

На фиг.2 показаны сигналы Е составляющей поля с длительностью первой полуволны 50 мкс и выходные сигналы преобразующих фильтров, настроенных на дальность 12, 25, 50, 100 км (Е12, Е25, Е50, Е 1 00 соответственно) с указанием изменения длительности t первой полуо волны. Здесь же приводится сигнал

Нч составляющей поля для дальности

40 км. Первые нулевые переходы откликов преобразующих фильтров с настройкой на 12,25 км опережают нулевой переход, сигнала Н состав11В 120

45 ляющей поля, в то время как нулевые переходы откликов преобразующих фильтров, настроенных на 50,100 км, отстают от нулевого перехода сиг- 5 нала Hq составляющей поля. Аналогичную связь расхождения нулевых переходов можно установить для дальностей, лежащих в других градациях.

Таким образом, закономерность чередо- 1О вания первых нулевых откликов преобразующих фильтров и сигнала Н составляющей поля дает основу к построению измерителя дальности,т.е ° устанавливающего интервал дальнос- 15 ти, в котором произошел грозовой разряд.

Кроме того, как видно из фиг.2, можно произвести оценку временного интервала нулевого перехода сигна- 20 ла Н составляющей поля относитель1( но нижней границы градации дальности, которой принадлежит грозовой разряд. В данном случае нижней границей является R = 25 км. Затем 25 можно пересчитать этот временной интервал в расстояние и просуммировать с величиной дальности, соответствующей нижней границе установленной градации. Тем самым можно полу- ЗО чить непрерывную оценку дальности до источника грозового разряда.

Электромагнитная волна, созданная молниевым разрядом, воспринимается электрической и первой и второй магнитными антеннами 1-3 ° Наведенные сигналы подаются на первый, второй и третий полосовые фильтры

10-12 соответственно. С первого полосового фильтра 10 сигнал посту- 4О пает на первый, второй, третий и четвертый преобразующие фильтры

13-16, настроенные на 12,25,50 и, 100 км. (Выходные сигналы преобразующих фильтров показаны на фиг.2). Далее сигналы первого, второго, третьего и четвертого преобразующих фильтров 13-16 следуют через первый, второй, третий и четвертый формирователи 17-20 нулевых переходов на первые входы четырех триггеров, входящих.в первый блок

29 триггеров. Сигналы первой и второй магнитных антенн 23 проходят через второй и третий полосовые 55 фильтры 11 и 12, через пятый и шестой формирователи 21 и 22 нулевых переходов и поступают соответгде

R . — нижняя граница выбф! раиного интервала расстояния, t — момент времени переЙ хода через нуль сигнала Н (jþ); ственно на первый и второй элементы И 23 и 24.

Формирователи нулевых переходов могут быть выполнены в виде усилителей-ограничителей с.последующим формированием узкого импульса по фронту сигнала.

Так как полезный сигнал первой или второй магнитных антенн 2 и 3 при пеленге 6 кратном 90, отсутствует, введено управление прохождением сигналов нулевых переходов через первый и второй элементы И 23 и 24, которое исключает подачу сигнала на первый элемент ИЛИ 25, в случае малой величины сигнала. Уровень сигнала в первой и второй магнитных антеннах 2 и 3 оценивается в блоке 5 управления, откуда управляющие сигналы подаются на первый и второй элементы И 23 и 24.

Выходные сигналы первого и второго элементов И 23 и 24 поступают через первый элемент ИЛИ 25 на вторые входы четырех триггеров, входящих в первый блок триггеров 29. Начальная установка триггеров осуществляется сигналом "Бланк", поступающим с блока 5 управления.

Выходные сигналы триггеров, входящих в блок 29, определяют порядок следования нулевых переходов сигналов первой и второй магнитных антенн 2 и 3, нулевых переходов сигналов первого, второго, третьего и четвертого преобразующих фильтров

13-16 и подаются на вход четвертого блока 34 элементов И и решающий блок 40.

На фиг. За показаны выходные сигналы первого блока 29 триггеров при разных дальностях до грозового разряда, принадлежащих различным градациям 0-12, 12-25, 25-50, 50-100 км.

Значение дальности в.импульсном

Е-Н дальномере 4 определяется по формуле

1187120 — моменты времени пере1+1 хода через нуль сигналов U(jø) преобразующих фильтров, определяющих соответственно нижнюю и верхнюю границы градации, которой принадлежит грозовой разряд.

Таким образом,, дальность складывается из дальности, соответствующей нижней границе градации, в которой лежит искомая дальность, плюс значения дальности, найденной в пределах градации.

Выходные сигналы первого, второго, третьего и четвертого формирователей 1.7-20 поступают также на второй блок 30 триггеров, включающий три триггера, где на их основе формируются сигналы временных интервалов (t„+„ - ;), соответствующих дальностям 12-25„ 25-50, 50-100 (фиг..Зб). Начальная установка этих триггеров осуществляется сигналом

"Бланк", Б третьем блоке 33 элементов И .производится заполнение интервалов (t;+„ -t; ) импульсами частотой г 2 или з 2f соо венно.

Четвертый блок 34 элементов И, используя выходные -сигналы первого блока 29 триггеров (фиг.3a) и второго блока ЗО триггеров (фиг.Зб), производит выделение временного интервала t>-t, дальности внутри градации (фиг.Зв), заполнение этогс временного .интервала импульсами квантующей частоты f„, f, = 2f, или

f3 = 2f для градаций ХХ, III, IU соответственно. Частоты квантования f, 2f„ 2f поступают.на третий и четвертый -блоки. 33 и 34 элементов И с первого генератора 37.

Полученная таким образом пачка импульсов длительностью („ -t, ) подается через четвертый элемент ИЛИ 28 на первый счетчик 38, куда записывается код, соответствующий числу импульсов в пачке. Первый счетчик

38 устанавливается в исходное состояние сигналом "Бланк". Для дальности I-й градации, т.е. R (12 км, выделение указанного временного интервала не производится.

Назначение .первого и второго триггеров, 35 и 36, первого, второго и третьего блоков 31-33 элементов И второго и третьего элементов ИЛИ 26 и 27 — обеспечить эапол5

S0

45 нение второго счетчика 39 импульсами градации дальности, которой принадлежит грозовой разряд. Причем первый триггер 35, первый блок 31 элементов И и второй элемент ИЛИ 26 служат для установки в нулевое состояние второго счетчика 39, а третий блок 32 и второй триггер 36 выполняют задачу пропускания пачек импульсов длительностью (t1,„-t ) градаций У?, III, IV через третий элемент ИЛИ 27 на второй счетчик 39, где фиксируется код градации дальности.

Если -грозовой разряд произошел во второй градации дальности (12 4 К(25 км), то пачка импульсов II градации дальности с третьего блока 33 элементов И поступает через третий элемент ИЛИ 1

27 на второй счетчик 39, фиксируя код, равный числу импульсов. Срабатывание первого триггера 35 от импульса нулевого перехода сигнала Н< запрещает прохождение импульса нулевого перехода второго. формирователя

18 через первый блок 31 элементов И и элемент ИЛИ 26 на сброс в исходное состояние значений второго счетчика 39. В то же время первый триггер 35 разрешает прохождение импульсов второго формирователя 18 через второй блок 32 элементов И на срабатывание второго триггера 36, который выходным сигналом запрещает прохождение пачек импульсов III u

IV градации на второй счетчик 39.

Таким образом во втором счетчике 39 сохраняется код второй дальности, необходимый для работы блока 41 формирования отношения. В первом счетчике 38 при этом записывается код, соответствующий интервалу (фиг.Зв)., Если грозовой разряд произошел в третьей градации дальности (25 4 R c 50 км), то пачка импульсов

II градации проходит с третьего блока 33 элементов И через третий элемент ИЛИ 27 на второй счетчик 39.

На первый триггер 35 выходным сигналом разрешает прохождение импульса нулевого перехода второго формирователя 18 через первый блок 31 элементов И и второй элемент И. 1И 26 на сброс в нулевое состояние кода второго счетчика 39. Второй счет11871 чик 39 устанавливается в исходное состояние и затем вновь заполняется импульсами III-ей. градации дальности. В этот период времени приходит импульс нулевого перехода сигнала Н, который опрокидывает первый триггер 35, вызывая запрет установки в нулевое состояние второго счетчика 39, Выходной сигнал с второго выхода первого триггера 35 разре- 1О шает прохождение импульса. нулевого перехода с третьего формирователя

19 через второй блок 32 элементов И, а второй триггер 36, который срабатывает и сохраняет, тем самым, код 15 второго счетчика 39, соответствующий третьей градации дальности.

Аналогично происходит работа при дальности до грозового разряда, лежащей в IV"oé градации (фиг.4в).

Блок 5 управления работает следующим образом.

Сигналы с выходов электрической и первой и второй магнитных антенн

1-3 подаются соответственно на первый, второй и третий компараторы

42-44, которые срабатывают при превышении заданного порогового уровня и опрокидывают третий, четвертый и пятый триггеры 45-47. Выходные сигналы четвертого и пятого триггеров

46 и 47 управляют (разрешают или saпрещают) в импульсном Е-Н дальномере 4 прохождением сигналов первой и второй магнитных антенн 2 и 3 на 35 обработку. При срабатывании третьего триггера 45 формируется сигнал

"Бланк", устанавливающий время обработки сигналов.

Для установки в исходное состояние третьего, четвертого и пятого триггеров 45-47, т.е. задания окончания сигнала "Бланк", используется второй генератор 50 совместно с третьим элементом И 49 и делителем 45

48 частоты. Выходной сигнал третьего триггера 45 разрешает прохождение импульсов второго генератора 50 через третий элемент И 49. Длительность сигнала "Бланк" задается частотой второго генератора 50 и коэффициентом делителя 48 частоты и обычно равна 150-200 мс. Выходным сигналом делителя 48 частоты приводятся в исходное состояние третий, четвертый и пятый триггеры 45-47.

На основе сигналов делителя 48 частоты формируются сигналы С9 и t

20 10

Сигнал t, служит для выполнения операции измерения фазовых сдвигов в пеленгаторе 6, формирования сигнала отношения в блоке 41 импульсного

E-H дальномера 4 и записи дальности в шестой, седьмой, восьмой или девятый счетчики 76-79 амплитудного дальномера 7. Управляющий сигнал t

4 необходим для выдачи сигналов пеленга 6 дальности R с решающего блока 40 и дальности R с третьего коммутатора 80, а также. для записи данных в первый блок 81 памяти-блока 8 цифровой обработки.

Пеленгатор 6 работает следующим образом.

Кратковременный сигнал грозового разряда, принятый электрической антенной 1 и ортогонально направленными первой и второй магнитными антеннами 2 и 3 (фиг.3), возбуждает первый, второй и третий резонансные усилители 51-53, выходные сигналы которых можно описать выражениями

11 = kU 9106 з п(.О

kU c05 е s1n ц) ;

Uyg= k0 5inU34 ), äå 1 — коэффициент передачи резонансного усилителя, U — - амплитуда сигнала, щ = ХТ(Š— частота настройки резонансных усилителей, 8 — угол пеленга.

Выходной сигнал первого резонанс ного усилителя 51 подается на фазовращатель 54, который сдвигает фазу íà +li/2. Таким образом выходные сигналы фазовращателя 54 и второго резонансного усилителя 52 соответствуют выражениям:

U =105ВЭМ М1+ В 1 °

Ug2 k 0 со S 8 51й и). . (1 )

Коэффициент передачи фаэовращателя равен единице.

В результате суммирования и вычитания выходных сигналов фаэовращателя 54 и второго резонансного усилителя 52 на выходах вычитателя 55 и сумматора 56 будем иметь:

Ugg = kU з1о(ыС-8 ); (В) (1 В= "0 з1п(ы + 6 } .

56 К а зависимость амплитуд сигналов магниевых разрядов от расстояния до ис50 точника имеет вид

Ео

ll (Е7 1 р )Тс (15) 11 11

Выходные сигналы сумматора 56 и вычитателя 55 поступают на фазометр

58 точного пеленга, где измеряется мгновенная разность фаз, полученнаяв виде временного интервала преобразуется в пачку импульсов квантования частотой f . Частота квантования f выбирается в соответо ствии с преобразованием расхождения сигналов (8) непосредственно в градусы. Как видим из (8), измеренная разность фаз между суммарным и разностным сигналами будет соответствовать удвоенному значению пеленга..

Искомая величина пеленга 6 определяется:

56 55

9 ц

2 Э)

Однако при этом возникает неоднознач; ность отсчета пеленга

Ь При 0(8(7 °

Вв= 2

" -"а (101 пРи Г(g (27

0 I где Ч и — фаза суммарного и разностного сигналов. соответственно.

Неоднозначность отсчета. пеленга устраняется путем сравнения измеренных значений пеленга согласно (9) с однозначным, но грубым значением пеленга 8 р,полученным как разность фаз (Ч - ) между суммарным и опорным сигналами. Пеленг erp отличается от пеленга, рассчитанного согласно (9), большой. погрешностью вследствие влияния несинфазности сигналов электрической и магнитных антенн, а также фазовой неидентичности измерительных каналов.

-Ч

Значение разности фаз

2. установленное фазометром 58 точного пеленга в виде. эквивалентного числа импульсов, записывается в четвертыйи пятый счетчики 61 и 62. Причем в четвертом счетчике 61 постоянно установлен код 180 и происходит суммирование кодов. Таким образом, код, записанный в пятом счетчике 62, соответствует пеленгу 8(180, в свою очередь, код, записанный в четвертом счетчике 61, соответствует пеленгу 9 > 180

На фазометр 57 грубого пеленга поступают сигналы с третьего pesoнансного усилителя 53 и сумматора

56. Измеренное фазометром 57 грубое

87120 12 значение пеленга Вр =Ч - VE в виде эквивалентного числа импульсов поступает в третий счетчик 60. Пятый блок элементов.И 59 производит анализ состояния триггеров третьего счетчика 60 и пятого счетчика 62, т.е. сравнение кодов и выдачу управляющего сигнала на первый коммутатор 63. При установке кодов третье10 ro и пятого счетчиков 60 и 62

t 5 1 55 45 j(90 (11) значение-пеленга будет меньше 180 и управляющий сигнал разрешает про15 хождение через первый коммутатор 63 на выход пеленгатора 6 кода, записанного.в четвертом счетчике 61, т.е. значений 9 (180 . В противном случае, при

Мит -N<<-451) 90 (12) пятый блок 59 элементов И формирует управляющий сигнал для пропуска на выход пеленгатора 6 кода четвертого

25 счетчика 61, т.е. значений пеленга о на источник разряда 9 ) 180 . Таким образом пеленгатор 6 устанавливает значение .пеленга на источник разряда

0 (Е (180 о (13) при 180 (9 (360

Работа пеленгатора задается сигналами блока 5 управления.

Амплитудньй дальномер работает следующим образом.

Распределение амплитуд сигналов в источнике (грозовом очаге) описывается нормально-логарифмическим законом

6(u) = — е, (1+) ° -0 /2Ь

:где U 3nE

Š— напряженность электричесо кого поля, нормированная.к моральному значению в точке, находящейся на удалении R ;

1 87120

10

4 — стандартное отклонение (параметр распределения для источника) ", E — нормированная напряженность

К электрического поля в точке, нахо- 5 дящейся на расстоянии R от источниKG

k — - некоторый коэффициент., равный 1с = 1, 1-1,2 для зоны до 400 км и частот 40-80 кГц.

Амплитудный дальномер 7 по распределению количества принятых разрядов по дискретным пороговым уровням определяет какой градации расстояния соответствует данный грозовой очаг.

Сигнал грозового разряда, наведенный в электрической антенне 1, подается на четвертый полосовой фильтр 64. FIe выходе которого формируется затухающий синусоидальный сигнал. Этот сигнал выпрямляется ам" плитудным детектором 65, усиливает" ся усилителем 66 и поступает на четвертый, пятый, шестой и седьмой компараторы 67-70 с пороговыми уровнями, настроенными на дальность 30, 75, 200 и 400 км соответственно.

При превышении входного сигнала эа" данного порогового уровня компараторы срабатывают и опрокидывают связанные с ним шестой, седьмой, восьмой или девятый триггеры 71-74, выходные сигналы которых подаются.на шестой блок 75 элементов И. В ис- 35 ходное состояние триггеры устанавливаются задним фронтом сигнала

"Бланк", шестой блок 75 элементов И анализирует состояние триггеров и определяет какой градации дальнос- 40 ти принадлежит грозовой разряд„ Логика анализа заключается в следующем: срабатывание седьмого компаратора 70 указывает дальность

200 (R (400 км, срабатывание шестого 45 и седьмого.компараторов 69 и 70— дальность 75 (К (200 км, срабатывание пятого, шестого и седьмого компараторов 68-70 — дальность

30 (К (75 км, срабатывание четверто- 50

ro пятого, шестого и седьмого компараторов 67, 68, 69, 70 — дальность 0 (К (30 км.

Г радациям дальности 0-30, 30-75

75-200; 200-400 км соответствуют 55 шестой, седьмой, восьмой и девятый счетчики 76-79 с постоянно записанными кодами 0; 30; 75, 200 соответственно..Установив градацию дальности, в которой произошел грозовой разряд, шестой блок 75 элементов И пропускает на соответствующий этой градации счетчик управляющий сигнал t для регистрации разряда. 3а сеанс регистрации происходит накопление числа разрядоч в счетчике каждой градации. Установка шестого, седьмого, восьмого и девятого счетчиков 76-79.в исходное состояние производится по сигналу "Стирание", поступающего с индикатора 9. Код дальности зарегистрированного разряда передается с соответствующего счетчика через второй коммутатор 80 на блок 8 цифровой обработки.

Блок 8 цифровой обработки работает следующим образом.

Поступающие коды п