Устройство обнаружения молниевых разрядов

Устройство обнаружения молниевых разрядов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Устройство обнаружения молниевых разрядов

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в навигационных и метеорологических системах. Известно устройство обнаружения молниевых разрядов, изложенное в книге «Исследования закономерностей пространственного распределения молниевых разрядов в грозовых облаках», автор Бжекшиев Сураждин Лолович, Высокогорный геофизический институт, г. Нальчик, 2002 г., стр. 3-19. В нем благодаря грозопеленгации определяется направление на грозовой разряд. При этом осуществляется преобразование электромагнитных сигналов в электрические и отображение их на индикаторе на соответствующем направлении. Однако для определения направления с достаточными точностными характеристиками необходима громоздкая пеленгационная аппаратура. Известно устройство обнаружения молниевых разрядов, изложенное в книге «Радиоэлектронная промышленность», ООО ИД Военный парад, М, 2010 г., Минаев В.Н., стр. 71-72, 74. Он может состоять из тех же узлов, что и вышеупомянутый аналог. Однако в нем также для определения направления с достаточными точностными характеристиками необходима громоздкая пеленгационная аппаратура.

С помощью предлагаемого устройства определяется направление без применения громоздких пеленгационных узлов и без уменьшения точностных характеристик. Достигается это тем, что грозопеленгационное устройство состоит из двух разнесенных грозоприемников с увеличенными полями зрения, кроме того, введены переменная линия задержки, величина которой зависит от величины отстояния друг относительно друга двух грозоприемников, два фиксатора длительности передней части сигнала, блок определения временного рассогласования между двумя сигналами и постоянное запоминающее устройство, при этом выход первого грозоприемника с увеличенным полем зрения соединен через переменную линию задержки, через первый фиксатор длительности передней части сигнала с первым входом блока определения временного рассогласования между двумя сигналами, имеющим второй вход, соединенный через второй фиксатор длительности передней части сигнала с выходом второго грозоприемника, а группа выходов блока определения временного рассогласования соединена через постоянное запоминающее устройство с группой входов индикатора.

На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - индикатор

2 - постоянное запоминающее устройство

3 - переменная линия задержки

4 - фиксатор длительности передней части сигнала

5 - блок определения временного рассогласования между двумя сигналами

6 - фиксатор длительности передней части сигнала

7 - блок из двух разнесенных грозоприемников с увеличенными полями зрения, при этом выход первого грозоприемника блока из двух разнесенных грозоприемников с увеличенным полем зрения 7 соединен через переменную линию задержки 3, через фиксатор длительности передней части сигнала 4 с первым входом блока определения временного рассогласования между двумя сигналами 5, имеющим второй вход, соединенный через фиксатор длительности передней части сигнала 5 с выходом второго грозоприемника вышеупомянутого блока из двух разнесенных грозоприемников 7, а группа выходов блока определения временного рассогласования 5, соединена через постоянное запоминающее устройство 2 с группой входов индикатора.

Работа устройства осуществляется следующим образом

С помощью блока из двух разнесенных грозоприемников с увеличенным полем зрения 7 осуществляется определение направления до молниевого разряда. Максимальное поле зрения каждого грозоприемника может составлять 180 градусов. В грозоприемниках блока 7 осуществляется преобразование электромагнитных сигналов, излучаемых молниевым разрядом, в электрические сигналы и их детектирование. С выхода первого грозоприемника блока 7 выделенный сигнал поступает через переменную линию задержки 3, через фиксатор длительности передней части сигнала 4, на первый вход блока определения временного рассогласования между двумя сигналами 5, на второй вход которого поступает сигнал, через фиксатор длительности передней части сигнала 6, со второго грозоприемника блока 7. Величина же переменной линии задержки 3 зависит от времени прохода сигнала от второго выхода блока 7 до второго входа блока 5, то есть она зависит от величины отстояния друг относительно друга грозоприемников, которое может составлять например 500 м. При изменении расстояния меняется и задержка. В фиксаторах длительности передней части сигнала 4, 6 в течение, например 1 мс выделяются сигналы, характерные для молниевого разряда, и выдаются в строго определенное время импульсы соответственно на первый

и второй входы блока 5. Он показан на фиг. 2, где приняты следующие обозначения:

8 - счетчик;

9 - блок элементов совпадения;

10 - линия задержки;

11 - тактовый генератор;

12 - элемент совпадения;

13 - триггер;

14 - линия задержки.

Сигнал с первого входа блока 5 устанавливает триггер 13 в единичное состояние, с левого плеча которого выдается разрешение элементу совпадения 12 на прохождение импульсов с тактового генератора 11 с частотой, например, 200 мГц на вход счетчика 8. После прихода сигнала со второго входа блока 5 он через линию задержки 14 выдает разрешение блоку элементов совпадения 9 на прохождение информации со счетчика 8, считывающего определенное количество тактовых импульсов в постоянное запоминающее устройство 2. Далее через линию задержки 10 устанавливается в исходное состояние счетчик 8, информация от которого характеризует разность времени прихода сигналов в первый и второй грозоприемники блока 7. Линия задержки 14 равна времени срабатывания элементов 8, 12, 13.

Для пояснения воспользуемся фиг. 3. Пусть молниевые разряды, следующие один за другим имеют место в точках О и O1. Точки А и Б соответствуют местоположениям грозоприемников. Тогда направление до точки О будет характеризовать разность ОБ-ОА, а направление до точки O1 - разность O1Б-O1А. Таким образом, каждой разности соответствует определенное направление. Точность определения направления зависит от базы быстродействия интегральных элементов и от частоты работы тактового генератора 11 блока 5. В постоянном запоминающем устройстве 2 защиты направления, соответствующие определенным кодам, поступающим с блока 5, которые считываются в индикатор 1, где и отображаются.

При прочих равных условиях точность определения направления может составить 1-2 градуса. Предлагаемое устройство может быть использовано в системах обнаружения приближения грозового фронта. Для определения дальности могут быть использованы два вышеупомянутых устройства, разнесенные, например, на расстояние 10 км и снабженные узлами связи. При этом необходимо учитывать время передачи информации. Дальность может быть рассчитана по известной базе и направлениям методом соотношения сторон и углов треугольника. Следовательно, использование упрощенных узлов при достаточных точностных характеристиках обеспечит увеличение применяемости устройства, а следовательно, и обеспечит экономический эффект.

Устройство обнаружения молниевых разрядов, состоящее из грозопеленгационного устройства и индикатора, отличающееся тем, что грозопеленгационное устройство состоит из двух разнесенных грозоприемников с увеличенными полями зрения, кроме того, введены переменная линия задержки, величина которой зависит от величины отстояния друг относительно друга двух грозоприемников, два фиксатора длительности передней части сигнала, блок определения временного рассогласования между двумя сигналами и постоянное запоминающее устройство, при этом выход первого грозоприемника с увеличенным полем зрения соединен через переменную линию задержки, через первый фиксатор длительности передней части сигнала с первым входом блока определения временного рассогласования между двумя сигналами, имеющего второй вход, соединенный через второй фиксатор длительности передней части сигнала с выходом второго грозоприемника, а группа выходов блока определения временного рассогласования соединена через постоянное запоминающее устройство с группой входов индикатора.