RU2486534C1 - Устройство для определения направления на источник сигнала - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам. Достигаемый технический результат - уменьшение помех при регистрации кратковременных полезных сигналов путем предварительного поиска, режекции частот источников помех и пространственной селекции. Технический результат достигается тем, что заявленное устройство содержит первые режекторный фильтр и фильтр нижних частот, вторые режекторный фильтр и фильтр нижних частот, третьи режекторный фильтр и фильтр нижних частот, первый, второй и третий усилители, первый, второй и третий аналого-цифровые преобразователи (АЦП), первый, второй и третий приемники сигналов, персональную электронно-вычислительную машину (ПЭВМ или микропроцессор), а также первый и второй калибраторы, содержит также тактовый генератор, линию задержки, сумматор, синтезатор частоты, первую схему «И», первый регистр, вторую схему «И», второй регистр, первый смеситель, первый узкополосный фильтр, второй смеситель, второй узкополосный фильтр, третий смеситель, третий узкополосный фильтр, антенный блок системы единого времени («GPS», «Глонасс»), синхронизатор, четвертый приемник сигналов, четвертый режекторный фильтр, четвертый фильтр нижних частот, четвертый смеситель, четвертый узкополосный фильтр, четвертый усилитель, первый фазовращатель, первый детектор, четвертый АЦП, первый ограничитель, первый коммутатор, первый синхронный детектор, второй ограничитель, второй коммутатор, второй синхронный детектор, второй фазовращатель, второй детектор, а также блок связи с абонентами, третий и четвертый калибраторы, третью схему «И», третий и четвертый коммутаторы, гониометр, счетчик и четыре канала (номер канала, N=1, 2, 3, 4), каждый из которых включает (2N-1)-й ключ, (2N)-й ключ, а также (2N-1)-й управляемый фильтр, (2N)-й управляемый фильтр, (N+4)-й усилитель и (N+4)-й АЦП, - определенным образом соединенные между собой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пеленгаторам.

Известно устройство для определения направления [1], содержащее электронно-лучевую 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 выходы последнего подключены ко вторым входам первого и второго синхронных детекторов, а выходы формирователей сигналов подключены к электронно-лучевой трубке.

Это устройство не обеспечивает возможности селекции источников сигналов по ширине излучаемого спектра.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения направления на источник сигналов [2], содержащее последовательно соединенные первые магнитную антенну, усилитель, режекторный фильтр, фильтр нижних частот и аналого-цифровой преобразователь (АЦП), последовательно соединенные вторые магнитную антенну, усилитель, режекторный фильтр, фильтр нижних частот и аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные третьи электрическую антенну, усилитель, режекторный фильтр, фильтр нижних частот и аналого-цифровой преобразователь, а также персональную электронно-вычислительную машину (ПЭВМ), первый, второй и третий фильтры верхних частот, подключенные, соответственно, выходами к четвертому, пятому и шестому АЦП, а входами, соответственно, ко входам первого, второго и третьего фильтров нижних частот, первый и второй калибраторы, связанные, соответственно, с электрической антенной и магнитными антеннами, а входами подключенные к генератору низкочастотных сигналов, причем выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого АЦП подключены к ПЭВМ. Устройство обеспечивает определение направления на источник сигнала посредством вычисления угла прихода сигнала по отношению сигналов двух взаимно перпендикулярных магнитных антенн, расположенных в горизонтальной плоскости.

Недостатком прототипа является отсутствие возможности уменьшения помех от посторонних источников сигналов при регистрации кратковременных полезных сигналов. В частности, при пеленгации и регистрации молниевых разрядов в полосу принимаемых частот попадают сигналы некоторых служебных радиостанций (например, сигналы американской навигационной системы «Омега», имеющей передатчики во многих местах земного шара). Так как амплитуда такого сигнала непредсказуема, искажения полезного сигнала при наличии такой помехи трудно учитывать. В этом случае целесообразно вырезать из полосы пропускания устройства участок частот помехи, так как провал в амплитудно-частотной характеристике легче поддается учету при анализе полезного сигнала. Кроме того, уровень помех может быть снижен пространственной селекцией за счет применения антенн с диаграммами направленности, позволяющими сканировать пространство и устанавливать минимум приема сигнала на источник помех.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является уменьшение помех при регистрации кратковременных полезных сигналов путем предварительного поиска, режекции частот источников помех и пространственной селекции.

Технический результат достигается тем, что устройство для определения направления на источник сигналов, содержащее последовательно соединенные первые режекторный фильтр и фильтр нижних частот, последовательно соединенные вторые режекторный фильтр и фильтр нижних частот, последовательно соединенные третьи режекторный фильтр и фильтр нижних частот, первый, второй и третий усилители, первый, второй и третий аналого-цифровые преобразователи (АЦП), первый, второй и третий приемники сигналов, персональную электронно-вычислительную машину (ПЭВМ или микропроцессор), а также первый и второй калибраторы, связанные, соответственно, с первым и третьим приемниками сигналов, причем выходы первого, второго и третьего АЦП подключены к ПЭВМ, содержит последовательно соединенные тактовый генератор, линию задержки, сумматор и синтезатор частоты, последовательно соединенные первую схему «И» и первый регистр, последовательно соединенные вторую схему «И» и второй регистр, последовательно соединенные первый смеситель и первый узкополосный фильтр, последовательно соединенные второй смеситель и второй узкополосный фильтр, последовательно соединенные третий смеситель и третий узкополосный фильтр, последовательно соединенные антенный блок системы единого времени («GPS», «Глонасс») и синхронизатор, подключенный к ПЭВМ, последовательно соединенные четвертый приемник сигналов, четвертый режекторный фильтр, четвертый фильтр нижних частот, четвертый смеситель, четвертый узкополосный фильтр, четвертый усилитель, первый фазовращатель, первый детектор и четвертый АЦП, подключенный к ПЭВМ, последовательно соединенные первый ограничитель, первый коммутатор и первый синхронный детектор, последовательно соединенные второй ограничитель, второй коммутатор и второй синхронный детектор, последовательно соединенные второй фазовращатель и второй детектор, а также блок связи с абонентами, подключенный к ПЭВМ, третий и четвертый калибраторы, связанные, соответственно, со вторым и четвертым приемниками сигналов и подключенные входами к ПЭВМ, третью схему «И», третий и четвертый коммутаторы, гониометр, счетчик и четыре канала (номер канала, N=1, 2, 3, 4), каждый из которых включает (2N-1)-й ключ, (2N)-й ключ, последовательно соединенные (2N-1)-й управляемый фильтр, (2N)-й управляемый фильтр, (N+4)-й усилитель и (N+4)-й АЦП, подключенный к ПЭВМ, причем входы первого, третьего, пятого и седьмого управляемых фильтров подключены, соответственно, к первому, четвертому, третьему и второму фильтрам нижних частот, (2N-1)-й и (2N)-й ключ подключены, соответственно, к (2N-1)-му и (2N)-му управляемым фильтрам, управляющие входы (2N-1)-х и (2N)-х ключей, (2N-1)-х и (2N)-х управляемых фильтров подключены к ПЭВМ, входы счетчика подключены к ПЭВМ, первый выход счетчика подключен к первой схеме «И», а второй выход счетчика подключен ко второй и третьей схемам «И», причем первый, второй и третий усилители подключены входами, соответственно, к первому, второму и третьему узкополосным фильтрам, а выходами подключены, соответственно, к первому синхронному детектору, второму синхронному детектору и ко второму фазовращателю, первый и второй фазовращатели подключены выходами, соответственно, к первому и второму ограничителям, выходы первого и второго ограничителей подключены ко вторым входам, соответственно, второго и первого коммутаторов, входы первого, второго и третьего смесителей подключены, соответственно, к первому, второму и третьему фильтрам нижних частот, выходы первого и второго синхронных детекторов подключены, соответственно, к первому и второму АЦП, выходы первого, второго и третьего приемников сигналов подключены, соответственно, к третьему коммутатору, четвертому коммутатору и к третьему режекторному фильтру, первый и второй входы гониометра подключены, соответственно, к первому и второму приемникам сигналов, а первый и второй выходы гониометра подключены, соответственно, ко вторым входам третьего и четвертого коммутаторов, первый и второй режекторные фильтры подключены, соответственно, к выходам третьего и четвертого коммутаторов, выходы синтезатора частоты подключены к первому, второму, третьему и четвертому смесителям, первый и второй калибраторы подключены входами к ПЭВМ, тактовый генератор подключен к ПЭВМ и ко второму входу второй схемы «И», второй регистр подключен к ПЭВМ и выходом подключен к сумматору, связанному с ПЭВМ, первый регистр подключен к ПЭВМ и выходами подключен ко вторым входам третьей схемы «И», подключенной выходами к сумматору, выход второй схемы «И» подключен ко второму входу первой схемы «И», выход второго детектора подключен к третьему АЦП, а управляющие входы первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов подключены к ПЭВМ.

Технический результат достигается также тем, что в устройстве гониометр содержит дополнительную роторную обмотку, размещенную перпендикулярно виткам основной роторной обмотки.

Такое выполнение устройства для определения направления обеспечивает возможность предварительного сканирования диапазона частот, селекции мешающих источников сигналов по амплитуде и ширине излучаемого спектра с помощью узкополосных каналов приема сигналов, настройки фильтров и режекции мешающих сигналов в основных, широкополосных каналах приема сигналов, ориентации приемников сигналов на минимум приема помехи и определения направления на кратковременный полезный сигнал в диапазоне частот с удаленными частотами мешающих сигналов.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства.

На фиг.2 представлен ротор гониометра с основной и дополнительной обмотками.

На фиг.1 обозначено: 1 - первый режекторный фильтр; 2 - первый фильтр нижних частот; 3 - второй режекторный фильтр; 4 - второй фильтр нижних частот; 5 - третий режекторный фильтр; 6 - третий фильтр нижних частот; 7 - первый усилитель; 8 - второй усилитель; 9 - третий усилитель; 10 - первый аналого-цифровой преобразователь; 11 - второй аналого-цифровой преобразователь; 12 - третий аналого-цифровой преобразователь; 13 - первый приемник сигналов; 14 - второй приемник сигналов; 15 - третий приемник сигналов; 16 - персональная электронно-вычислительная машина (ПЭВМ); 17 - первый калибратор; 18 - второй калибратор; 19 - тактовый генератор; 20 - линия задержки; 21 - сумматор; 22 - синтезатор частоты; 23 - первая схема «И»; 24 - первый регистр; 25 - вторая схема «И»; 26 - второй регистр; 27 - первый смеситель; 28 - первый узкополосный фильтр; 29 - второй смеситель; 30 - второй узкополосный фильтр; 31 - третий смеситель; 32 - третий узкополосный фильтр; 33 - антенный блок; 34 - синхронизатор; 35 - четвертый приемник сигналов; 36 - четвертый режекторный фильтр; 37 - четвертый фильтр низких частот; 38 - четвертый смеситель; 39 - четвертый узкополосный фильтр; 40 - четвертый усилитель; 41 - первый фазовращатель; 42 - первый детектор; 43 - четвертый АЦП; 44 - первый ограничитель; 45 - первый коммутатор; 46 - первый синхронный детектор; 47 - второй ограничитель; 48 - второй коммутатор; 49 - второй синхронный детектор; 50 - второй фазовращатель; 51 - второй детектор; 52 - блок связи; 53 - третий калибратор; 54 - четвертый калибратор; 55 - третья схема «И»; 56 - третий коммутатор; 57 - четвертый коммутатор; 58 - гониометр; 59 - счетчик. В канале 1 (номер канала, N=1, каналы выделены пунктиром): 60 - (2N-1)-й ключ; 61 - (2N)-й ключ; 62 - (2N-1)-й управляемый фильтр; 63 - (2N)-й управляемый фильтр; 64 - (N+4)-й усилитель; 65 - (N+4)-й АЦП. Содержание каналов 2, 3, 4 не показано, так как аналогично содержанию первого канала, отличие - в обозначениях элементов, так как номера каналов N равны 2, 3, 4.

На фиг.2 показаны: 66 - основная роторная обмотка; 67 - дополнительная роторная обмотка.

Устройство для определения направления на источник сигналов содержит последовательно соединенные первый режекторный фильтр 1 и первый фильтр нижних частот 2, последовательно соединенные второй режекторный фильтр 3 и второй фильтр нижних частот 4, последовательно соединенные третий режекторный фильтр 5 и третий фильтр нижних частот 6, первый усилитель 7, второй усилитель 8 и третий усилитель 9, первый аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, второй аналого-цифровой преобразователь 11, третий аналого-цифровой преобразователь 12, первый приемник сигналов 13, второй приемник сигналов 14 и третий приемник сигналов 15, персональную электронно-вычислительную машину (ПЭВМ или микропроцессор) 16, первый калибратор 17 и второй калибратор 18, связанные, соответственно, с первым и третьим приемниками сигналов, причем выходы первого, второго и третьего АЦП подключены к ПЭВМ, последовательно соединенные тактовый генератор 19, линию задержки 20, сумматор 21 и синтезатор частоты 22, последовательно соединенные первую схему «И» 23 и первый регистр 24, последовательно соединенные вторую схему «И» 25 и второй регистр 26, последовательно соединенные первый смеситель 27 и первый узкополосный фильтр 28, последовательно соединенные второй смеситель 29 и второй узкополосный фильтр 30, последовательно соединенные третий смеситель 31 и третий узкополосный фильтр 32, последовательно соединенные антенный блок 33 системы единого времени («GPS», «Глонасс») и синхронизатор 34, подключенный к ПЭВМ, последовательно соединенные четвертый приемник сигналов 35, четвертый режекторный фильтр 36, четвертый фильтр нижних частот 37, четвертый смеситель 38, четвертый узкополосный фильтр 39, четвертый усилитель 40, первый фазовращатель 41, первый детектор 42 и четвертый АЦП 43, подключенный к ПЭВМ, последовательно соединенные первый ограничитель 44, первый коммутатор 45 и первый синхронный детектор 46, последовательно соединенные второй ограничитель 47, второй коммутатор 48 и второй синхронный детектор 49, последовательно соединенные второй фазовращатель 50 и второй детектор 51, а также блок связи 52 с абонентами, подключенный к ПЭВМ, третий и четвертый калибраторы 53, 54, связанные, соответственно, со вторым и четвертым приемниками сигналов и подключенные входами к ПЭВМ, третью схему «И» 55, третий и четвертый коммутаторы 56, 57, гониометр 58, счетчик 59 и четыре канала (номер канала N=1, 2, 3, 4), каждый из которых включает (2N-1)-й ключ 60, (2N)-й ключ 61, последовательно соединенные (2N-1)-й управляемый фильтр 62, (2N)-й управляемый фильтр 63, (N+4)-й усилитель 64 и (N+4)-й АЦП 65, подключенный к ПЭВМ, причем входы первого, третьего, пятого и седьмого управляемых фильтров подключены, соответственно, к первому, четвертому, третьему и второму фильтрам нижних частот, (2N-1)-й и (2N)-й ключ подключены, соответственно, к (2N-1)-му и (2N)-му управляемым фильтрам, управляющие входы (2N-1)-х и (2N)-х ключей, (2N-1)-х и (2N)-х управляемых фильтров подключены к ПЭВМ, входы счетчика подключены к ПЭВМ, первый выход счетчика подключен к первой схеме «И» 23, а второй выход счетчика подключен ко второй и третьей схемам «И» 25, 55, причем первый, второй и третий усилители 7, 8, 9 подключены входами, соответственно, к первому, второму и третьему узкополосным фильтрам 28, 30, 32, а выходами подключены, соответственно, к первому синхронному детектору 46, второму синхронному детектору 49 и ко второму фазовращателю 50. первый и второй фазовращатели 41, 50 подключены выходами, соответственно, к первому и второму ограничителям 44, 47, выходы первого и второго ограничителей подключены ко вторым входам, соответственно, второго и первого коммутаторов 45, 48, входы первого, второго и третьего смесителей подключены, соответственно, к первому, второму и третьему фильтрам нижних частот 2, 4, 6, выходы первого и второго синхронных детекторов подключены, соответственно, к первому и второму АЦП 10, 11, выходы первого, второго и третьего приемников сигналов подключены, соответственно, к третьему коммутатору 56, четвертому коммутатору 57 и к третьему режекторному фильтру 5, первый и второй входы гониометра подключены, соответственно, к первому и второму приемникам сигналов 13, 14, а первый и второй выходы гониометра подключены, соответственно, ко вторым входам третьего и четвертого коммутаторов, первый и второй режекторные фильтры 1, 3 подключены, соответственно, к выходам третьего и четвертого коммутаторов, выходы синтезатора частоты 22 подключены к первому, второму, третьему и четвертому смесителям 27, 29, 31, 38, первый и второй калибраторы 17, 18 подключены входами к ПЭВМ 16, тактовый генератор 19 подключен к ПЭВМ 16 и ко второму входу второй схемы «И», второй регистр 26 подключен к ПЭВМ 16 и выходом подключен к сумматору 21, связанному с ПЭВМ 16, первый регистр 24 подключен к ПЭВМ 16 и выходами подключен ко вторым входам третьей схемы «И», подключенной выходами к сумматору 21, выход второй схемы «И» подключен ко второму входу первой схемы «И», выход второго детектора подключен к третьему АЦП 12, а управляющие входы первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов подключены к ПЭВМ 16. Кроме того, гониометр 58 в устройстве на фиг.2 содержит дополнительную роторную обмотку 67, размещенную перпендикулярно виткам основной роторной обмотки 66.

Устройство для определения направления на источник сигналов работает следующим образом. В начале работы первый регистр 24, второй регистр 26, сумматор 21 и счетчик 59 обнулены. При использовании в качестве первого и второго приемников сигналов активных магнитных антенн радиосигналы поступают на первую антенну 13, принимающую магнитную компоненту сигнала в направлении Север - Юг, на вторую антенну 14, принимающую магнитную компоненту сигнала в направлении Запад - Восток, на третий приемник сигналов, в качестве которого используется электрическая активная антенна 15, принимающая электрическую компоненту сигнала и имеющая круговую диаграмму направленности, а также на четвертую антенну, ориентированную вертикально, принимающую магнитную компоненту сигнала и имеющую круговую диаграмму направленности. Сигналы с выхода первой магнитной антенны 13 через третий коммутатор 56, первый режекторный фильтр 1 и первый фильтр нижних частот 2 поступают на первый смеситель 27 вместе с сигналом, поступающим с выхода синтезатора частоты 22, преобразуются в промежуточную частоту с полосой, определяемой первым узкополосным фильтром 28, усиливаются первым усилителем 7, детектируются первым синхронным детектором 46, преобразуются в цифровую информацию в первом АЦП 10 и поступают в ПЭВМ 16. Аналогичным образом, вторым смесителем 29, вторым узкополосным фильтром 30, вторым усилителем 8, вторым синхронным детектором 49, вторым АЦП 11 преобразуются и поступают в ПЭВМ 16 сигналы с выхода второй магнитной антенны 14 через четвертый коммутатор 57, второй режекторный фильтр 3 и второй фильтр нижних частот. Сигналы с выхода электрической третьей антенны 15 через третий режекторный фильтр 5 и третий фильтр нижних частот 6 поступают на третий смеситель 31 вместе с сигналом, поступающим с выхода синтезатора частоты 22, преобразуются в промежуточную частоту с полосой, определяемой третьим узкополосным фильтром 32, усиливаются третьим усилителем 9, корректируются вторым фазовращателем 50, детектируются вторым детектором 51, преобразуются в цифровую информацию в третьем АЦП 12 и поступают в ПЭВМ 16. Аналогично сигналы с выхода магнитной четвертой антенны 35 через четвертый режекторный фильтр 36 и четвертый фильтр нижних частот 37 поступают на четвертый смеситель 38 вместе с сигналом, поступающим с выхода синтезатора частоты 22, преобразуются в промежуточную частоту с полосой, определяемой четвертый узкополосным фильтром 39, усиливаются четвертым усилителем 40, корректируются первым фазовращателем 41, детектируются первым детектором 42, преобразуются в цифровую информацию в четвертом АЦП 43 и поступают в ПЭВМ 16. Одновременно сигналы с выходов первого и второго фазовращателей 41, 50 через ограничители 44, 47 поступают на первые и вторые входы первого и второго коммутаторов 45, 48, подключенных ко вторым входам первого и второго синхронных детекторов 46, 49. По командам из ПЭВМ первый и второй коммутаторы обеспечивают режимы обычного детектирования, синхронного детектирования с сигналами от первого ограничителя 44 или синхронного детектирования с сигналами от второго ограничителя 47. При превышении заданной величины сигналом от любой из указанных четырех антенн ПЭВМ 16 начинает цикл управления приемом и обработкой информации с частотой, определяемой тактовым генератором 19. В начале цикла ПЭВМ 16 засылает во второй регистр 26 начальное значение числа m, которое, умноженное на шаг изменения частоты синтезатора частоты 22, задает прием начальной частоты диапазона, в пределах которого будет производиться сканирование. Импульсы с выхода тактового генератора 19 поступают на второй регистр 26 через вторую схему «И» 25 и через линию задержки 20 в сумматор 21, где разрешают операцию вычитания из содержимого второго регистра 26 содержимого первого регистра 24, уменьшенного вдвое путем пересылки числа со сдвигом, без младшего разряда. В начале цикла это число равно нулю, а в процессе сканирования соответствует половине ширины спектра радиосигнала источника. Результат операции поступает на синтезатор частоты 22 и задает частоту, изменяющуюся с каждым тактом на заданный шаг и поступающую на первый смеситель 27, второй смеситель 29, третий смеситель 31 и четвертый смеситель 38. Счетчик 59 в нулевом состоянии запрещает прохождение импульсов тактового генератора 19 через первую схему «И» 23 в первый регистр 24 и запрещает перенос содержимого первого регистра 24 в сумматор 21. При превышении заданной величины амплитудой радиосигнала, поступающего от любой из четырех антенн, ПЭВМ 16 формирует сигнал, поступающий на счетчик 59, который разрешает прохождение импульсов тактового генератора 19 через первую схему «И» 23 в первый регистр 24, но запрещает перенос числа из первого регистра 24 в сумматор 21 с помощью третьей схемы «И» 55. Этот сигнал держится на входе счетчика 59 в течение нескольких тактов, не меняя его состояния. Если в очередном такте наблюдается уменьшение амплитуды радиосигнала ниже заданной величины, счетчик 59 изменяет свое состояние, разрешает перенос содержимого первого регистра 24 в сумматор 21 и запрещает прохождение импульсов тактового генератора 19 через первую схему «И» 23 в первый регистр 24 и через вторую схему «И» 25 во второй регистр 26. В этом случае после операции вычитания из содержимого второго регистра 26 половины числа из первого регистра 24 на сумматоре 21 будет код, соответствующий приему средней частоты спектра источника радиосигнала. Значения чисел из сумматора 21 и первого регистра 24 вводятся в ПЭВМ 16, где по ним вычисляются средняя частота спектра источника сигнала и ширина спектра. Если ширина спектра больше заданного значения, то полученные результаты игнорируются, а сканирование продолжается, для чего ПЭВМ 16 обнуляет первый регистр 24 и изменяет состояния счетчика 59, разрешая прохождение импульсов тактового генератора через вторую схему «И» 25 и запрещая прохождение сигналов через первую схему «И» 23 и через третью схему «И» 55. Если ширина спектра меньше или равна заданному значению, то по значениям средней частоты сигналов, поступающих в ПЭВМ 16, подключаются управляемые фильтры 62, (2N-1) путем подачи управляющих сигналов на ключи 60, (2N-1) по команде из ПЭВМ 16 и устанавливается средняя частота режекции путем подачи сигналов на управляющие входы управляемых фильтров 62, (2N-1). При появлении второго источника мешающего сигнала подключаются управляемые фильтры 63, (2N) с помощью ключей 61, (2N). В устройстве может быть установлено k управляемых фильтров в зависимости от ширины контролируемого диапазона и ожидаемого числа «блуждающих» источников мешающих сигналов. Режекторные фильтры 1, 3, 5 обеспечивают удаление мешающих сигналов с заведомо известными частотами, например, 50 Гц. Число режекторных фильтров может быть увеличено для удаления сигналов радиовещательных станций или передатчиков с постоянным спектром частот. Таким образом осуществляется удаление частот мешающих сигналов из диапазона частот полезных сигналов. Кроме того, при необходимости, может быть реализована пространственная селекция. Для этого из ПЭВМ 16 подается команда на третий и четвертый коммутаторы 56, 57, по которой сигналы с выходов первой и второй антенн 13, 14 поступают на входы режекторных фильтров 1, 3 через гониометр 58. Поворотом ротора гониометра находится положение приема минимального уровня помехи. При появлении полезного сигнала производится вычисление направления на источник сигнала, например, по формуле

$$\alpha =(\frac{180}{\pi }arctg\frac{{А}_1}{{А}_2})+\beta ,$$

где А₁, А₂ - амплитуды сигналов средней частоты, поступающих в ПЭВМ 16 из первого и второго АЦП, соответственно; β - поправка на угол поворота гониометра.

Сигналы с выходов электрической третьей антенны 15 и магнитной четвертой антенны 35 используются для формирования требуемой диаграммы направленности, синхронного детектирования, селекции, а также для запуска устройства.

Блок связи 52 обеспечивает передачу цифровой информации потребителям, а синхронизатор 34 обеспечивает прием сигналов систем GPS или Глонасс из антенного блока 33, привязку информации к единому времени и поддержку шкалы времени при отсутствии сигналов от систем GPS или Глонасс.

Предлагаемое устройство позволяет также осуществлять селекцию зон, свободных от радиоизлучения. Для этого достаточно в программе ПЭВМ 16 изменить условие выдачи сигнала в счетчик 59 на обратное, т.е. выдавать его в случае, если сигнал меньше заданного значения.

Предлагаемое устройство может быть также использовано для определения направления и селекции сигналов от источников сигналов другого вида, например, источников звука, сейсмических сигналов, гидроакустических сигналов и других, для чего достаточно использовать в качестве приемников сигналов датчики сигналов другого вида, имеющие требуемые диаграммы направленности.

Таким образом, предлагаемое устройство для определения направления на источник сигналов в сравнении с прототипом обеспечивает возможность предварительного сканирования диапазона частот, селекции мешающих источников сигналов по амплитуде и ширине излучаемого спектра с помощью узкополосных каналов приема сигналов, настройки фильтров и, при необходимости, режекции мешающих сигналов в основных, широкополосных каналах приема сигналов, ориентации приемников сигналов на минимум приема помехи и определения направления на кратковременный полезный сигнал в диапазоне частот с удаленными частотами мешающих сигналов.

Источники информации

1. Радио-грозо-пеленгатор, 2006, http://detect-ufo.narod.ru/pribor/detect_radio/pelengatr 01.html.

2. О возможности регистрации по электромагнитному ОНЧ-излучению циклонов Камчатки, 2004, http://data.www.ikir.ru/Old/Russian/Science/2004/2-10.pdf.

Claims (2)

1. Устройство для определения направления на источник сигналов, содержащее последовательно соединенные первые режекторный фильтр и фильтр нижних частот, последовательно соединенные вторые режекторный фильтр и фильтр нижних частот, последовательно соединенные третьи режекторный фильтр и фильтр нижних частот, первый, второй и третий усилители, первый, второй и третий аналого-цифровые преобразователи (АЦП), первый и второй приемники сигналов с диаграммами направленности, аналогичными магнитным активным антеннам, ориентированные соответственно в направлениях Север-Юг и Запад-Восток, третий приемник сигналов с круговой диаграммой направленности, аналогичной электрической антенне, персональную электронно-вычислительную машину (ПЭВМ или микропроцессор), которая начинает цикл управления приемом и обработкой информации при превышении заданной величины сигналом от любого из приемников сигналов, причем при появлении полезного сигнала производится вычисление направления на источник сигналов, а также первый и второй калибраторы, связанные соответственно с первым и третьим приемниками сигналов, причем выходы первого, второго и третьего АЦП подключены к ПЭВМ, отличающееся тем, что содержит последовательно соединенные тактовый генератор, линию задержки, сумматор и синтезатор частоты, последовательно соединенные первую схему «И» и первый регистр, последовательно соединенные вторую схему «И» и второй регистр, последовательно соединенные первый смеситель и первый узкополосный фильтр, последовательно соединенные второй смеситель и второй узкополосный фильтр, последовательно соединенные третий смеситель и третий узкополосный фильтр, последовательно соединенные антенный блок системы единого времени («GPS», «Глонасс») и синхронизатор, подключенный к ПЭВМ, последовательно соединенные четвертый приемник сигналов с круговой диаграммой направленности, аналогичной ориентированной вертикально активной магнитной антенне, четвертый режекторный фильтр, четвертый фильтр нижних частот, четвертый смеситель, четвертый узкополосный фильтр, четвертый усилитель, первый фазовращатель, первый детектор и четвертый АЦП, подключенный к ПЭВМ, последовательно соединенные первый ограничитель, первый коммутатор и первый синхронный детектор, последовательно соединенные второй ограничитель, второй коммутатор и второй синхронный детектор, последовательно соединенные второй фазовращатель и второй детектор, а также блок связи с абонентами, подключенный к ПЭВМ, третий и четвертый калибраторы, связанные соответственно со вторым и четвертым приемниками сигналов и подключенные входами к ПЭВМ, третью схему «И», третий и четвертый коммутаторы, гониометр, счетчик и четыре канала (номер канала N=1, 2, 3, 4), каждый из которых включает (2N-1)-й ключ, (2N)-й ключ, последовательно соединенные (2N-1)-й управляемый фильтр, (2N)-й управляемый фильтр, (N+4)-й усилитель и (N+4)-й АЦП, подключенный к ПЭВМ, причем входы первого, третьего, пятого и седьмого управляемых фильтров подключены соответственно к первому, четвертому, третьему и второму фильтрам нижних частот, (2N-1)-й и (2N)-й ключ подключены соответственно к (2N-1)-му и (2N)-му управляемым фильтрам, управляющие входы (2N-1)-х и (2N)-х ключей, (2N-1)-х и (2N)-х управляемых фильтров подключены к ПЭВМ, входы счетчика подключены к ПЭВМ, первый выход счетчика подключен к первой схеме «И», а второй выход счетчика подключен ко второй и третьей схемам «И», причем первый, второй и третий усилители подключены входами соответственно к первому, второму и третьему узкополосным фильтрам, а выходами подключены соответственно к первому синхронному детектору, второму синхронному детектору и ко второму фазовращателю, первый и второй фазовращатели подключены выходами соответственно к первому и второму ограничителям, выходы первого и второго ограничителей подключены ко вторым входам соответственно второго и первого коммутаторов, входы первого, второго и третьего смесителей подключены соответственно к первому, второму и третьему фильтрам нижних частот, выходы первого и второго синхронных детекторов подключены соответственно к первому и второму АЦП, выходы первого, второго и третьего приемников сигналов подключены соответственно к третьему коммутатору, четвертому коммутатору и к третьему режекторному фильтру, первый и второй входы гониометра подключены соответственно к первому и второму приемникам сигналов, а первый и второй выходы гониометра подключены соответственно ко вторым входам третьего и четвертого коммутаторов, первый и второй режекторные фильтры подключены соответственно к выходам третьего и четвертого коммутаторов, выходы синтезатора частоты подключены к первому, второму, третьему и четвертому смесителям, первый и второй калибраторы подключены входами к ПЭВМ, тактовый генератор подключен к ПЭВМ и ко второму входу второй схемы «И», второй регистр подключен к ПЭВМ и выходом подключен к сумматору, связанному с ПЭВМ, первый регистр подключен к ПЭВМ и выходами подключен ко вторым входам третьей схемы «И», подключенной выходами к сумматору, выход второй схемы «И» подключен ко второму входу первой схемы «И», выход второго детектора подключен к третьему АЦП, а управляющие входы первого, второго, третьего и четвертого коммутаторов подключены к ПЭВМ.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гониометр содержит дополнительную роторную обмотку, размещенную перпендикулярно виткам основной роторной обмотки.

Images