RU2458815C1 - System for detecting and locating person in distress - Google Patents
System for detecting and locating person in distress Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458815C1 RU2458815C1 RU2011110595/11A RU2011110595A RU2458815C1 RU 2458815 C1 RU2458815 C1 RU 2458815C1 RU 2011110595/11 A RU2011110595/11 A RU 2011110595/11A RU 2011110595 A RU2011110595 A RU 2011110595A RU 2458815 C1 RU2458815 C1 RU 2458815C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- frequency
- narrow
- amplifier
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемая система относится к спасательным средствам и может быть использована для обнаружения человека, терпящего бедствие на воде, и определения его персональных данных, местоположения и параметров движения.The proposed system relates to rescue equipment and can be used to detect a person in distress on the water, and determine his personal data, location and traffic parameters.
Известны спасательные системы и устройства (авт. свид. СССР №№385819, 431063, 637298, 765113, 988655, 1348256, 1505840, 1588636, 1615054, 1643325, 1664653; патенты РФ №№2000995, 2009956, 2038259, 2051838, 2177437, 2296479, 2254262; патенты США №№3621501, 4889511; патент Великобритании №1145951; Дикарев В.И. Безопасность, защита и спасение человека. СПб., 2007, с.113-156 и другие).Rescue systems and devices are known (author's certificate of the USSR No. 385819, 431063, 637298, 765113, 988655, 1348256, 1505840, 1588636, 1615054, 1643325, 1664653; RF patents No. 20000005, 2009956, 2038259, 2051838, 2177797, 229437, 229437, 229437, , 2254262; US patents No. 3621501, 4889511; UK patent No. 1145951; Dikarev V.I. Safety, protection and salvation of a person. St. Petersburg, 2007, p.113-156 and others).
Из известных систем и устройств наиболее близкой к предлагаемой является «Система для обнаружения и определения местоположения человека, терпящего бедствие на воде» (патент РФ №2254262, B63C 9/20, 2004), которая и выбрана в качестве прототипа.Of the known systems and devices closest to the proposed one is the "System for detecting and determining the location of a person in distress on the water" (RF patent No. 2254262, B63C 9/20, 2004), which is selected as a prototype.
Указанная система использует радиодатчик, которым снабжен человек, терпящий бедствие на воде, и вертолет, на борту которого установлена аппаратура для пеленгации и определения его местоположения. Она позволяет определять персональные данные человека, терпящего бедствие на воде, и параметры его движения. К персональным данным можно отнести следующие: страна, судно, фамилия, имя, отчество, год рождения и другие сведения. Движение человека, терпящего бедствие на воде, обусловлено течением, перемещением человека вплавь, водными и другими подручными средствами.The specified system uses a radio sensor, which is equipped with a person in distress on the water, and a helicopter, on board which is installed equipment for direction finding and determining its location. It allows you to determine the personal data of a person in distress on the water, and the parameters of his movement. The following can be attributed to personal data: country, ship, last name, first name, patronymic, year of birth and other information. The movement of a person in distress on water is due to the course, movement of a person by swimming, water and other improvised means.
Известная система обеспечивает подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам.The known system provides the suppression of false signals (interference) received via additional channels.
Однако в ряде случаев подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, нецелесообразно.However, in some cases, the suppression of false signals (interference) received via additional channels is impractical.
Для расширения в два раза диапазона частотного поиска сигналов, диапазона рабочих частот без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина целесообразно ложные сигналы (помехи), принимаемые по зеркальному каналу на частоте w3, не подавлять, а использовать. Преобразование сигналов по частоте, принимаемых по зеркальному каналу на частоте w3, происходит с тем же коэффициентом преобразования Кпр, что и по основному каналу на частоте wc (фиг.7). Поэтому основной и зеркальный каналы являются равнозначными.To double the range of the frequency search for signals, the range of operating frequencies without expanding the frequency range of the local oscillator, it is advisable to use false signals (interference) received on the mirror channel at frequency w 3 , but use them. The conversion of signals in frequency received through the mirror channel at a frequency w 3 occurs with the same conversion coefficient K pr as in the main channel at a frequency w c (Fig. 7). Therefore, the main and mirror channels are equivalent.
Технической задачей изобретения является расширение в два раза диапазона рабочих частот, диапазона частотного поиска сигналов без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина путем использования сигналов, принимаемых по зеркальному каналу на частоте w3.An object of the invention is to double the range of operating frequencies, the range of frequency search for signals without expanding the range of frequency tuning of the local oscillator by using signals received on the mirror channel at a frequency w 3 .
Поставленная задача решается тем, что система для обнаружения и определения местоположения человека, терпящего бедствие на воде, включающая, в соответствии с ближайшим аналогом, спасательный жилет, надетый на человека и содержащий два источника света, один из которых расположен в грудной области спасательного жилета, а другой - в заспинной его области, два миниатюрных передатчика с передающими антеннами, один из которых расположен в грудной области спасательного жилета, а другой - в заспинной его области, источник тока, два размыкателя электрической цепи, две сообщающиеся герметичные емкости, каждая из которых отделена от окружающей среды мембраной, при этом одна из герметичных емкостей расположена в грудной области спасательного жилета, а другая - в заспинной его области, мембрана каждой емкости связана с размыкателем электрической цепи соответствующего ей источника света посредством рычага, а оба источника света и передатчики через размыкатели соединены с источником тока параллельно, и аппаратуру, установленную на борту вертолета и состоящую из одного измерительного и двух пеленгационных каналов, при этом измерительный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, четвертого узкополосного фильтра, первого фазоинвертора, первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны, первого полосового фильтра, второго фазоинвертора, второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, второго полосового фильтра, третьего фазоинвертора, третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, первого смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина, первого усилителя первой промежуточной частоты, четвертого сумматора, четвертого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, пятого узкополосного фильтра, первого амплитудного детектора, первого ключа, второй вход которого соединен с выходом четвертого сумматора, четвертого смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и первого усилителя второй промежуточной частоты, при этом ко второму выходу первого гетеродина последовательно подключены первый фазовращатель на 90°, пятый смеситель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, четвертый усилитель первой промежуточной частоты и второй фазовращатель на 90°, выход которого соединен с вторым входом четвертого сумматора, каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны, смесителя, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина, усилителя первой промежуточной частоты, перемножителя, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя второй промежуточной частоты, и узкополосого фильтра, при этом к выходу первого узкополосного фильтра последовательно подключены третий перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, третий узкополосный фильтр и первый фазометр, к выходу второго узкополосного фильтра последовательно подключены линия задержки, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, и второй фазометр, вторые входы фазометров соединены с выходом опорного генератора, к выходу третьего узкополосного фильтра последовательно подключены первый измеритель частоты, арифметический блок и первый блок регистрации, приемная антенна измерительного канала размещена над втулкой винта вертолета, приемные антенны пеленгационных каналов размещены на концах лопастей несущего винта вертолета, двигатель кинематически связан с винтом вертолета и опорным генератором, к выходу первого усилителя второй промежуточной частоты последовательно подключены пятый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот, шестой узкополосный фильтр, шестой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя второй промежуточной частоты, и первый фильтр нижних частот, выход которого соединен со вторым входом первого блока регистрации, к выходу приемной антенны измерительного канала последовательно подключены шестой смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом первого блока эталонных частот, пятый усилитель первой промежуточной частоты, седьмой смеситель, второй вход которого соединен со вторым выходом первого блока эталонных частот, седьмой узкополосный фильтр и второй измеритель частоты, выход которого соединен с третьим входом первого блока регистрации, к выходу усилителя первой промежуточной частоты первого пеленгационного канала последовательно подключены седьмой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом усилителя первой промежуточной частоты измерительного канала, восьмой узкополосный фильтр и третий измеритель частоты, выход которого соединен с четвертым входом первого блока регистрации, каждый передатчик, установленный в спасательном жилете, содержит последовательно включенные задающий генератор, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом генератора модулирующего кода, и усилитель мощности, отличается от ближайшего аналога тем, что она снабжена фазовращателем на -90°, пятым сумматором, восьмым, девятым, десятым и одиннадцатым перемножителями, девятым, десятым, одиннадцатым и двенадцатым узкополосными фильтрами, вторым амплитудным детектором, вторым ключом, восьмым, девятым и десятым смесителями, вторым усилителем второй промежуточной частоты, вторым фильтром нижних частот, четвертым и пятым измерителями частоты, вторым блоком эталонных частот, вторым блоком регистрации и логическим элементом ИЛИ, причем к выходу четвертого усилителя первой промежуточной частоты последовательно подключены фазовращатель на -90°, пятый сумматор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя первой промежуточной частоты, восьмой перемножитель, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора, девятый узкополосный фильтр, второй амплитудный детектор, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом пятого сумматора, восьмой смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, второй усилитель второй промежуточной частоты, девятый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот, десятый узкополосный фильтр, десятый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя второй промежуточной частоты, второй фильтр нижних частот и второй блок регистрации, второй вход которого соединен с выходом арифметического блока, к выходу приемной антенны измерительного канала последовательно подключены девятый смеситель, второй вход которого соединен с первым выходом второго блока эталонных частот, шестой усилитель первой промежуточной частоты, десятый смеситель, второй вход которого соединен со вторым выходом второго блока эталонных частот, одиннадцатый узкополосный фильтр и четвертый измеритель частоты, выход которого соединен с третьим входом второго блока регистрации, к выходу первого усилителя первой промежуточной частоты измерительного канала последовательно подключены одиннадцатый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя первой промежуточной частоты первого пеленгационного канала, двенадцатый узкополосный фильтр и пятый измеритель частоты, выход которого соединен с четвертым входом второго блока регистрации.The problem is solved in that a system for detecting and determining the location of a person in distress on the water, including, in accordance with the closest analogue, a life jacket worn by a person and containing two light sources, one of which is located in the chest area of the life jacket, and the other in its back area, two miniature transmitters with transmitting antennas, one of which is located in the chest area of the life jacket, and the other in its back area, a current source, two electronic switches ctric circuit, two communicating sealed containers, each of which is separated from the environment by a membrane, while one of the sealed containers is located in the chest area of the life jacket, and the other in its back region, the membrane of each container is connected to the circuit breaker of the corresponding light source by means of a lever, and both light sources and transmitters through switches are connected in parallel with the current source, and the equipment installed on board the helicopter and consisting of one measuring and two direction finding channels, wherein the measuring channel consists of a series-connected receiving antenna, a fourth narrow-band filter, a first phase inverter, a first adder, the second input of which is connected to the output of a receiving antenna, a first band-pass filter, a second phase inverter, a second adder, the second input of which is connected to the output of the first adder, the second bandpass filter, the third phase inverter, the third adder, the second input of which is connected to the output of the second adder, the first mixer, the second input One of which is connected to the first output of the first local oscillator, first amplifier of the first intermediate frequency, fourth adder, fourth multiplier, the second input of which is connected to the output of the third adder, fifth narrow-band filter, first amplitude detector, first key, the second input of which is connected to the output of the fourth adder, the fourth mixer, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, and the first amplifier of the second intermediate frequency, while to the second output of the first local oscillator the
На фиг.1 схематично изображен спасательный жилет с источниками света 1, 2, передатчиками 19, 20 с передающими антеннами 21, 22, надетый на человека; на фиг.2 - то же, разрез. Структурная схема аппаратуры, установленной на борту вертолета, представлена на фиг.3. Структурная схема передатчика представлена на фиг.4. Временные диаграммы, поясняющие работу системы, изображены на фиг.5. Геометрическая схема расположения приемных антенн на вертолете изображена на фиг.6. Частотная диаграмма, поясняющая процесс образования дополнительных (зеркального и комбинационных) каналов приема, представлена на фиг.7. Примеры образования интермодуляционных помех показаны на фиг.8 и 9.Figure 1 schematically shows a life jacket with
Спасательный жилет, кроме того, содержит источник 3 энергии, кабели 4 и 5 подвода энергии к источникам света 1, 2 и передатчикам 19, 20, патроны 6, 7, мембраны 8, 9 и связанные с ними рычаги 10, 11 с контактами 12, 13, а также герметичную пневмомагистраль 14, связывающую герметичные воздушные полости 15, 16. Места ввода кабелей 4 и 5 от источника энергии 3 в полости 15 и 16 загерметизированы уплотнительными кольцами 17 и 18. Источник света 1 и передатчик 19, источник света 2 и передатчик 20 подключены параллельно к источнику энергии 3.The life jacket also contains an
Аппаратура, размещаемая на борту вертолета, содержит один измерительный и два пеленгационных канала.The equipment placed on board the helicopter contains one measuring and two direction finding channels.
Измерительный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны 23, четвертого узкополосного фильтра 51, первого фазоинвертора 52, первого сумматора 53, второй вход которого соединен с выходом приемной антенны 23, первого полосового фильтра 54, второго фазоинвертора 55, второго сумматора 56, второй вход которого соединен с выходом сумматора 53, второго полосового фильтра 57, третьего фазоинвертора 58, третьего сумматора 59, второй вход соединен с выходом сумматора 56, первого смесителя 29, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина 28, первого усилителя 34 первой промежуточной частоты, четвертого сумматора 64, четвертого перемножителя 65, второй вход которого соединен с выходом сумматора 59, пятого узкополосного фильтра 66, амплитудного детектора 67, ключа 68, второй вход которого соединен с выходом сумматора 64, четвертого смесителя 40, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 39, усилителя 41 второй промежуточной частоты, пятого перемножителя 70, второй вход которого соединен с выходом фильтра 42 нижних частот, шестого узкополосного фильтра 71, шестого перемножителя 72, второй вход которого соединен с выходом усилителя 41 второй промежуточной частоты, и фильтра 42 нижних частот, выход которого соединен со вторым входом блока 43 регистрации. К выходу приемной антенны 23 последовательно подключены шестой смеситель 74, второй вход которого соединен с первым выходом блока 73 эталонных частот, пятый усилитель 75 первой промежуточной частоты, седьмой смеситель 76, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 73 эталонных частот, седьмой узкополосный фильтр 77 и второй измеритель 78 частоты, выход которого соединен с третьим входом блока 43 регистрации. К выходу усилителя 30 первой промежуточной частоты последовательно подключены седьмой перемножитель 79, второй вход которого соединен с выходом усилителя 34 первой промежуточной частоты, восьмой узкополосный фильтр 80 и третий измеритель 81 частоты, выход которого соединен с четвертым входом блока 43 регистрации.The measuring channel consists of a series-connected
К выходу четвертого усилителя 62 первой промежуточной частоты последовательно подключены фазовращатель 82 на -90°, пятый сумматор 83, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя 34 первой промежуточной частоты, восьмой перемножитель 84, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора 59, девятый узкополосный фильтр, второй амплитудный детектор 86, второй ключ 87, второй вход которого соединен с выходом пятого сумматора 83, восьмой смеситель 88, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 39, второй усилитель 89 второй промежуточной частоты, девятый перемножитель 90, второй вход которого соединен с выходом второго фильтра 99 нижних частот, десятый узкополосный фильтр, десятый перемножитель 92, второй вход которого соединен с выходом второго усилителя 89 второй промежуточной частоты, второй фильтр 99 нижних частот и второй блок 103 регистрации. К выходу приемной антенны 23 последовательно подключены девятый смеситель 93, второй вход которого соединен с первым выходом второго блока 96 эталонных частот, шестой усилитель 94 первой промежуточной частоты, десятый смеситель 95, второй вход которого соединен со вторым выходом второго блока 96 эталонных частот, одиннадцатый узкополосный фильтр 97 и четвертый измеритель 98 частоты, выход которого соединен со вторым входом второго блока 103 регистрации. К выходу первого усилителя 34 промежуточной частоты последовательно подключены одиннадцатый перемножитель 100, второй вход которого соединен с выходом усилителя 30 промежуточной частоты, двенадцатый узкополосный фильтр 101 и пятый измеритель 102 частоты, выход которого соединен с третьим входом второго блока 103 регистрации, четвертый вход которого соединен с выходом арифметического блока 69. Выходы первого 41 и второго 89 усилителей второй промежуточной частоты через логический элемент ИЛИ 104 соединены со вторыми входами перемножителей 32 и 33.To the output of the
Каждый пеленгационный канал состоит из последовательно включенных приемной антенны 24 (25), смесителя 26 (27), второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина 28, усилителя 30 (31) первой промежуточной частоты, перемножителя 32 (33), второй вход которого соединен с выходом усилителя 41 второй промежуточной частоты, и узкополосного фильтра 35 (36). К выходу первого узкополосного фильтра 35 последовательно подключены третий перемножитель 37, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра 36, третий узкополосный фильтр 44 и первый фазометр 46, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора 49. К выходу второго узкополосного фильтра 36 последовательно подключены линия 38 задержки, фазовый детектор 45, второй вход которого соединен с выходом узкополосного фильтра 36, и второй фазометр 47, второй вход которого соединен с выходом опорного генератора 49. К выходу узкополосного фильтра 44 последовательно подключены первый измеритель 50 частоты и арифметический блок 69 и блок 43 регистрации.Each direction finding channel consists of a series-connected receiving antenna 24 (25), a mixer 26 (27), the second input of which is connected to the first output of the first
Приемная антенна 23 измерительного канала размещена над втулкой винта вертолета, приемные антенны 24 и 25 пеленгационных каналов размещены на концах лопастей несущего винта вертолета. Двигатель 48 кинематически связан с винтом вертолета и опорным генератором 49.A receiving
Каждый передатчик 19 (20), установленный в спасательном жилете, содержит последовательно включенные задающий генератор 82.1, фазовый манипулятор 83.1, второй вход которого соединен с выходом генератора 84.1 модулирующего кода и усилителя 85.1 мощности.Each transmitter 19 (20) installed in the life jacket contains serially connected master oscillator 82.1, phase manipulator 83.1, the second input of which is connected to the output of modulating code generator 84.1 and power amplifier 85.1.
Система работает следующим образом.The system operates as follows.
В положении, показанном на фиг.2, давление окружающей среды Р2 на мембрану 9 больше, чем атмосферное давление P1 на мембрану 8. Мембрана 9 находится в поджатом, а мембрана 8 - в отжатом состоянии. Соответственно рычаг 11 отжимает контакт 13 от источника 2 света и передатчика 20, а рычаг 10 поджимает контакт 12 к источнику 1 света и передатчику 19. Источник 1 света горит, передатчик 19 излучает сигнал бедствия, источник 2 света не горит, передатчик 20 не работает.In the position shown in FIG. 2, the ambient pressure P 2 on the membrane 9 is greater than the atmospheric pressure P 1 on the membrane 8. The membrane 9 is in a preloaded position and the membrane 8 is in a depressed state. Accordingly, the
В этом случае задающий генератор 82 формирует гармоническое колебание (фиг.5, а)In this case, the
Uc(t)=Uc·Cos(wct+φc), 0≤t≤Tc,U c (t) = U c Cos (w c t + φ c ), 0≤t≤T c ,
где Uc, wc, φc, Tc - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность гармонического колебания, которое поступает на первый вход фазового манипулятора 83.where U c , w c , φ c , T c is the amplitude, carrier frequency, initial phase, and duration of harmonic oscillation, which is supplied to the first input of the
На второй вход фазового манипулятора 83 подается модулирующий код M(t) (фиг.5, б), который содержит следующие персональные данные человека, терпящего бедствие на воде: страна, судно, фамилия, имя, отчество, год рождения и другие сведения. На выходе фазового манипулятора 83 формируется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн) (фиг.5, в)At the second input of the
U'c(t)=Uc·Cos[wct+φк(t)+φc], 0≤t≤Tc,U ' c (t) = U c · Cos [w c t + φ к (t) + φ c ], 0≤t≤T c ,
где φк(t)={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M(t), причем φк(t)=const при кτэ<t<(к+1)τэ и может изменяться скачком при t=кτэ, т.е. на границах между элементарными посылками (к=1, 2,…, N-1);where φ к (t) = {0, π} is the manipulated component of the phase that displays the law of phase manipulation in accordance with the modulating code M (t), and φ к (t) = const for кτ э <t <(к + 1) τ e and can change abruptly at t = kτ e , i.e. at the boundaries between elementary premises (k = 1, 2, ..., N-1);
τэ, N - длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью Tс (Tс=N·τэ),τ e , N - the duration and number of chips that make up a signal of duration T s (T s = N · τ e ),
который после усиления в усилителе 85 мощности излучается передающей антенной 21 в эфир в качестве сигнала бедствия.which, after amplification in the
Если человек совершает поворот относительно горизонтальной оси на 180°, то тогда наверху оказывается источник 2 света и передатчик 20 с передающей антенной 22. Давление окружающей среды на мембрану 8 становится больше, чем на мембрану 9, мембрана 8 поджимает рычаг 10, размыкает контакт 12 с источником 1 света и передатчиком 19. Цепь разомкнута, источник 1 света гаснет, передатчик 19 выключается. Одновременно воздух из полости 15 перетекает через магистраль 14 в полость 16, мембрана 9 отжимается, рычаг 11 замыкает контакт 13 с источником 2 света и передатчиком 20. Источник 2 света загорается, а передатчик 20 излучает сигнал бедствия.If a person makes a 180 ° rotation about the horizontal axis, then the
В ночное время и в хорошую погоду источник света может быть обнаружен визуально на значительном расстоянии. Однако в светлое время и в плохую погоду обнаружить источник света затруднительно.At night and in good weather, the light source can be detected visually at a considerable distance. However, in daylight and in bad weather, it is difficult to detect a light source.
Радиоизлучение является всепогодным и обеспечивает передачу сигнала бедствия на большие расстояния. При этом сигнал бедствия (SOS) излучается периодически с определенным периодом Tn и длительностью Tc на определенной частоте wc, которая отводится специально для передачи сигнала бедствия и не занимается для передачи другой информации.Radio emission is weatherproof and provides distress signal transmission over long distances. In this case, the distress signal (SOS) is emitted periodically with a certain period T n and duration T c at a certain frequency w c , which is allocated specifically for transmitting a distress signal and is not involved in transmitting other information.
Приемная аппаратура размещается на борту вертолета. Наличие вращающего винта вертолета может быть использовано для определения направления на источник излучения сигнала бедствия (радиодатчик РД) с помощью устройства, антенны которого расположены на концах лопастей несущего винта.Receiving equipment is placed on board the helicopter. The presence of a rotor of the helicopter can be used to determine the direction of the distress signal to the radiation source (RD radio sensor) using a device whose antennas are located at the ends of the rotor blades.
Принимаемые ФМн-сигналы бедствия:Received FMN distress signals:
u1(t)=Uc·Cos[(wc±Δw)t+φк(t)+φc]u 1 (t) = U c · Cos [(w c ± Δw) t + φ к (t) + φ c ]
где ±Δw - нестабильность несущей частоты сигнала, обусловленная различными дестабилизирующими факторами;where ± Δw is the instability of the carrier frequency of the signal due to various destabilizing factors;
R - радиус окружности, на которой размещены приемные антенны 24 и 25;R is the radius of the circle on which the receiving
Ω=2πR - скорость вращения приемных антенн 24 и 25 вокруг приемной антенны 23 (скорость вращения несущего винта вертолета);Ω = 2πR is the rotation speed of the receiving
α - пеленг (азимут) на источник излучения сигнала бедствия,α - bearing (azimuth) to the source of the distress signal,
с выходов приемных антенн 23-25 поступают на первые входы смесителей 29, 61, 26 и 27, на вторые входы которых подается напряжение гетеродина 28:from the outputs of the receiving antennas 23-25 are fed to the first inputs of the
uг1(t)=Uг1·Cos(wг1t+φг1),u g1 (t) = U g1 · Cos (w g1 t + φ g1 ),
u'г1(t)=Uг1·Cos(wг1t+φг1+90°).u ' g1 (t) = U g1 · Cos (w g1 t + φ g1 + 90 °).
Причем на первые входы смесителей 29 и 61 принимаемый сигнал поступает через сумматоры 53, 56 и 59, у которых работает только одно плечо. На выходе смесителей образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 34, 62, 30 и 31 выделяются напряжения первой промежуточной частоты:Moreover, the first signal of the
uпр1(t)=Uпр1·Cos[(wпр1±Δw)t+φк(t)+φпр1]u CR1 (t) = U CR1 · Cos [(w CR1 ± Δw) t + φ k (t) + φ CR1 ]
uпр2(t)=Uпр2·Cos[(wпр1±Δw)t+φк(t)+φпр1-90°)]u CR2 (t) = U CR2 · Cos [(w CR1 ± Δw) t + φ к (t) + φ CR1 -90 °)]
где ;Where ;
К1 - коэффициент передачи смесителей;To 1 - gear ratio of the mixers;
wпp1=wc-wг1 - первая промежуточная частота;w p1 = w c -w g1 is the first intermediate frequency;
φпр1=φс-φг1.φ pr1 = φ s -φ g1 .
Напряжение uпp2(t) с выхода усилителя 62 первой промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 63 на 90°, на выходе которого образуется напряжениеThe voltage u p2 (t) from the output of the
uпp5(t)=Uпp1·Cos[(wпp1±Δw)t+φк(t)+φпp1-90°+90°]=u p5 (t) = U p1 · Cos [(w p1 ± Δw) t + φ к (t) + φ p1 -90 ° + 90 °] =
=Uпp1·Cos[(wпp1±Δw)t+φк(t)+φпp1].= U pp1 · Cos [(w pp1 ± Δw) t + φ k (t) + φ pp1 ].
Напряжения uпp1(t) и uпp5(t) поступают на два входа сумматора 64, на выходе которого образуется суммарное напряжениеVoltages u p1 (t) and u p5 (t) are supplied to the two inputs of the adder 64, at the output of which the total voltage
uΣ1(t)=UΣ1·Cos[(wпp1±Δw)t+φк(t)+φпp1], 0≤t≤Tc,u Σ1 (t) = U Σ1 · Cos [(w p1 ± Δw) t + φ k (t) + φ p1 ], 0≤t≤T c ,
где UΣ1=2Uпp1.where U Σ1 = 2U pp1 .
Это напряжение подается на первый вход перемножителя 65, на второй вход которого поступает принимаемый сигнал U1(t) с выхода сумматора 59. На выходе перемножителя 65 образуется гармоническое напряжение:This voltage is supplied to the first input of the
u4(t)=U4·Cos(wг1t+φг1),u 4 (t) = U 4 Cos (w g1 t + φ g1 ),
где ;Where ;
К2 - коэффициент передачи перемножителя.K 2 is the transmission coefficient of the multiplier.
Частота настройки wн1 узкополосного фильтра 51 выбрана равной первой промежуточной частоте wпp1 The tuning frequency w n1 of the narrow-
wн1=wпp1.w n1 = w np1 .
Частота настройки wн2 узкополосного фильтра 66 выбрана равной частоте первого гетеродина 28 (фиг.7)The tuning frequency w n2 of the narrow-
wн2=wг1.w H2 = w g1 .
Частота настройки wн3 и полоса пропускания Δwп1 полосового фильтра 54 выбраны равными (фиг.8)The tuning frequency w n3 and the passband Δw p1 of the bandpass filter 54 are chosen equal (Fig. 8)
Δwп1=w2-w1,Δw p1 = w 2 -w 1 ,
где w1, w2 - частоты двух возможных мощных сигналов, появление которых в полосе частот Δwп1, расположенной «слева» от полосы пропускания Δwп приемника, приведет к образованию интермодуляционных помех.where w 1 , w 2 are the frequencies of two possible powerful signals, the appearance of which in the frequency band Δw p1 , located "to the left" of the passband Δw p of the receiver, will lead to the formation of intermodulation interference.
Частота настройки wн4 и полоса пропускания Δwп2 полосового фильтра 57 выбраны равными (фиг.9)The tuning frequency w n4 and the passband Δw p2 of the bandpass filter 57 are chosen equal (Fig.9)
Δwп2=w4-w3,Δw n2 = w 4 -w 3 ,
где w3, w4 - частоты двух возможных мощных сигналов, появление которых в полосе частот Δwп2, расположенной «справа» от полосы пропускания Δwп приемника, приведет к образованию интермодуляционных помех.where w 3 , w 4 are the frequencies of two possible powerful signals, the appearance of which in the frequency band Δw p2 , located "to the right" of the passband Δw p of the receiver, will lead to the formation of intermodulation interference.
Так как частота настройки wн2 узкополосного фильтра 66 выбрана равной частоте wг1 первого гетеродина 28 (wн2=wг1), то напряжение u4(t) выделяется узкополосным фильтром 66, детектируется амплитудным детектором 67 и поступает на управляющий вход ключа 68, открывая его. Ключ 68 в исходном состоянии всегда закрыт. При этом суммарное напряжение uΣ1(t) через открытый ключ 68 с выхода сумматора 64 поступает на первый вход смесителя 40, на второй вход которого подается напряжение второго гетеродина 39Since the tuning frequency w n2 of the narrow-
uг2(t)=Uг2·Cos(wг2t+φг2).u g2 (t) = U g2 Cos (w g2 t + φ g2 ).
На выходе смесителя 40 образуется напряжение комбинационных частот.At the output of the mixer 40, a voltage of combination frequencies is generated.
Усилителем 41 выделяется напряжение второй промежуточной частоты (фиг.5, г)The amplifier 41 is allocated the voltage of the second intermediate frequency (figure 5, g)
uпр6(t)=Uпр6·Cos[(wпp2±Δw)t+φк(t)+φпp6], 0≤t≤Тc,u pr6 (t) = U pr6 · Cos [(w p2 ± Δw) t + φ к (t) + φ p6 ], 0≤t≤T c ,
где Where
wпp2=wпp1-wг2 - вторая промежуточная частота;w = w pp1 pp2 -w r2 - second intermediate frequency;
φпр6=φпр1-φг2.cp = φ pr6 pr1 -φ r2.
которое поступает на первые входы перемножителей 70 и 72. На второй вход перемножителя 72 подается опорное напряжение с выхода узкополосного фильтра 71 (фиг.5, д)which is supplied to the first inputs of the
u0(t)=U0·Cos[(wпp2±Δw)t+φпр6], 0≤t≤Тс,u 0 (t) = U 0 · Cos [(w p2 ± Δw) t + φ pr6 ], 0≤t≤T s ,
На выходе перемножителя 72 образуется напряжениеAt the output of the
u5(t)=Uн·Cosφк(t)+Uн·Cos[2(wпp2±Δw)t+φк(t)+φпр6],u 5 (t) = U n · Cosφ k (t) + U n · Cos [2 (w p2 ± Δw) t + φ k (t) + φ pr6 ],
где Where
Фильтром 42 нижних частот выделяется низкочастотное напряжение (фиг.5, е)The low-pass filter 42 emits a low-frequency voltage (Fig. 5, e)
uн(t)=Uн·Cosφк(t),u n (t) = U n Cosφ k (t),
которое является аналогом модулирующего кода M(t), фиксируется блоком 43 регистрации и подается на второй вход перемножителя 70. На входе перемножителя 70 образуется напряжениеwhich is an analog of the modulating code M (t), is fixed by the
u0(t)=U5·Cos[(wпp2±Δw)t+φпр6]+U5·Cos[(wпp2±Δw)t+2φк(t)+φпр6]=u 0 (t) = U 5 · Cos [(w p2 ± Δw) t + φ pr6 ] + U 5 · Cos [(w p2 ± Δw) t + 2φ to (t) + φ pr6 ] =
=2U5·Cos[(wпp2±Δw)t+φпр6]=U0·Cos[(wпp2±Δw)t+φпр6],= 2U 5 · Cos [(w np2 ± Δw) t + φ np6 ] = U 0 · Cos [(w np2 ± Δw) t + φ np6 ],
где U0=2U5,where U 0 = 2U 5 ,
которое выделяется узкополосным фильтром 71 и поступает на второй вход перемножителя 72.which is allocated by the narrow-band filter 71 and enters the second input of the
Перемножители 70, 72, узкополосный фильтр 71 и фильтр 42 нижних частот образуют демодулятор ФМн-сигналов, который выделяет опорное напряжение, необходимое для синхронного детектирования принимаемого ФМн-сигнала, непосредственно из самого принимаемого ФМн-сигнала. Причем он свободен от явления «обратной работы», присущего известным устройствам формирования опорного напряжения непосредственно из самого принимаемого ФМн-сигнала (схема Пистолькорса А.А., Костоса Д.Ф., Сифорова В.И., Травина Г.А. и др.).
Напряжение uпp6(t) с выхода усилителя 41 второй промежуточной частоты одновременно подается на вторые входы перемножителей 32 и 33, на первые входы которых поступают напряжения uпр3(t) и uпp4(t) с выходов усилителей 30 и 31 первой промежуточной частоты соответственно. На выходе перемножителей 32 и 33 образуются фазомодулированные (ФМ) напряжения:The voltage u p6 (t) from the output of the amplifier 41 of the second intermediate frequency is simultaneously supplied to the second inputs of the
где Where
которые выделяются узкополосными фильтрами 35 и 36 с частотой настройки wн5=wг2.are allocated
Знаки «+» и «-» перед величинойSigns "+" and "-" before the value
соответствуют диаметрально противоположным расположениям антенн 24 и 25 на концах лопастей несущего винта вертолета относительно приемной антенны 23, размещенной над втулкой винта вертолета.correspond to diametrically opposite locations of the
Следовательно, полезная информация о пеленге α переносится на стабильную частоту wг2 второго гетеродина 39. Поэтому нестабильность ±Δw несущей частоты принимаемых ФМн-сигналов бедствия, вызванная различными дестабилизирующими факторами, не влияет на результат пеленгации, там самым, повышает точность определения местоположения источника радиоизлучений.Consequently, useful information about the bearing α is transferred to the stable frequency w g2 of the second
Причем величинаMoreover, the value
входящая в состав указанных колебаний и называемая индексом фазовой модуляции, характеризует максимальное значение отклонения фазы сигналов, принимаемых вращающимися антеннами 24 и 25 относительно фазы сигнала, принимаемого неподвижной антенной 23. Пеленгатор тем чувствительнее к изменению угла α, чем больше относительный размер измерительной базы R/λ. Однако с ростом R/λ уменьшается значение угловой координаты α, при которой разность фаз превосходит значение 2π, т.е. наступает неоднозначность отсчета угла α.which is part of these oscillations and is called the phase modulation index, characterizes the maximum value of the phase deviation of the signals received by the rotating
Следовательно, при R/λ>1/2 наступает неоднозначность отсчета угла α.Therefore, for R / λ> 1/2, the ambiguity of the reference angle α occurs.
Устранение указанной неоднозначности путем уменьшения соотношения обычно себя не оправдывает, т.к. при этом теряется основное достоинство широкобазовой системы. Кроме того, в диапазоне метровых и особенно дециметровых волн брать малые значения R/λ часто не удается из-за конструктивных соображений.The elimination of this ambiguity by reducing the ratio usually does not justify itself, because at the same time, the main advantage of the wide-base system is lost. In addition, in the range of meter and especially decimeter waves, it is often not possible to take small values of R / λ due to design considerations.
Для повышения точности пеленгации радиодатчика РД в горизонтальной (азимутальной) плоскости приемные антенны 24 и 25 располагаются на концах лопастей несущего винта вертолета. Смешение сигналов от двух диаметрально противоположенных приемных антенн 24 и 25, находящихся на одинаковом расстоянии R от оси вращения несущего винта, вызывает фазовую модуляцию, которая идентична фазовой модуляции, получаемой с помощью одной приемной антенны, вращающейся по кругу, радиус R1 которого в два раза больше (R1=2R).To increase the accuracy of direction finding of the RD radio sensor in the horizontal (azimuthal) plane, receiving
Действительно на выходе перемножителя 37 образуется гармоническое напряжениеIndeed, the output of the
u8(t)=U8·Cos(Ω-α), 0≤t≤Tc,u 8 (t) = U 8 · Cos (Ω-α), 0≤t≤T c ,
где Where
с индексом фазовой модуляцииwith phase modulation index
R1=2RR 1 = 2R
которое выделяется узкополосным фильтром 44 и поступает на первый вход фазометра 46, на второй вход которого подается напряжение опорного генератора 50which is allocated by a narrow-band filter 44 and fed to the first input of the
uon(t)=Uon·CosΩt/u on (t) = U on CosΩt /
Фазометр 46 обеспечивает точное, но неоднозначное измерение угловой координаты α.The
Для устранения возникающей при этом неоднозначности отсчета угла α необходимо уменьшить индекс фазовой модуляции без уменьшения отношения R/λ. Это достигается использованием автокоррелятора, состоящего из линии 38 задержки и фазового детектора 45, что эквивалентно уменьшению индекса фазовой модуляции до величиныTo eliminate the ambiguity in reading the angle α, it is necessary to reduce the phase modulation index without decreasing the R / λ ratio. This is achieved by using an autocorrelator consisting of a
где d1=2R.where d 1 = 2R.
На выходе автокоррелятора образуется напряжениеA voltage is generated at the output of the autocorrelator
U9(t)=U8·Cos(Ω-α), 0≤t≤Тс,U 9 (t) = U 8 · Cos (Ω-α), 0≤t≤T s ,
с индексом фазовой модуляции Δφm2. которое поступает на первый вход фазометра 47, на второй вход которого подается напряжение uon(t) опорного генератора 50. Фазометр 47 обеспечивает грубое, но однозначное измерение угла α.with phase modulation index Δφ m2 . which is supplied to the first input of the phasemeter 47, the second input of which is supplied with the voltage u on (t) of the
Значение доплеровского сдвига частоты позволяет определить радиальную скорость и местоположение радиодатчика РД.The value of the Doppler frequency shift allows you to determine the radial speed and location of the RD radio sensor.
Минимальное расстояние R0 от радиодатчика РД до винта вертолета можно определить из выраженияThe minimum distance R 0 from the radio sensor RD to the helicopter rotor can be determined from the expression
где Fg(t) - доплеровский сдвиг частоты,where F g (t) is the Doppler frequency shift,
U=ΩR,U = ΩR,
λ - длина волны.λ is the wavelength.
Доплеровский сдвиг частоты измеряется с помощью измерителя 50 частоты, а искомая дальность R0 определяется в арифметическом блоке 69 и фиксируется в блоке 43 регистрации.The Doppler frequency shift is measured using a
Местоположение радиодатчика РД (человека, терпящего бедствие на воде) определяется по измеренным значениям α и R0.The location of the RD radio sensor (a person in distress on water) is determined by the measured values of α and R 0 .
Для измерения радиальной скорости взаимного перемещения человека, терпящего бедствие на воде, и вертолета используется эффект Доплера. Сущность его заключается в том, что частота fc принимаемых колебаний отличается от частоты f0 излучаемых колебаний, если излучатель и приемник перемещаются друг относительно друга. С этой целью принимаемый ФМн-сигнал u1(t) с выхода приемной антенны 23 поступает на первый вход смесителя 74, на второй вход которого подается напряжение первой эталонной частотой f1 с первого выхода блока 73 эталонных частот. На выходе смесителя 74 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 75 выделяется напряжение первой промежуточной частотыThe Doppler effect is used to measure the radial velocity of the mutual displacement of a person in distress on water and a helicopter. Its essence lies in the fact that the frequency f c of the received oscillations differs from the frequency f 0 of the emitted oscillations if the emitter and the receiver move relative to each other. To this end, the received QPSK signal u 1 (t) from the output of the receiving
fпp1=fc-f1=f0+Fg-f1,f p1 = f c -f 1 = f 0 + F g -f 1 ,
где Fg - доплеровский сдвиг частоты, обусловленный взаимным перемещением источника излучения и приемника, которое поступает на первый вход смесителя 76.where F g - Doppler frequency shift due to the mutual movement of the radiation source and the receiver, which is fed to the first input of the
На второй вход смесителя 76 подается опорный сигнал, частота которого определяется выражениемAt the second input of the
f2=f0-f1+F0,f 2 = f 0 -f 1 + F 0 ,
где F0 - частота подставки, которая вводится для определения знака доплеровского смещения Fg.where F 0 is the frequency of the stand, which is introduced to determine the sign of the Doppler shift F g .
На выходе смесителя 76 формируются колебания следующей частоты:At the output of the
fn=fпp1-f2=f0+Fg-f1-f0+f1+F0=Fg+F0,f n = f np1 -f 2 = f 0 + F g -f 1 -f 0 + f 1 + F 0 = F g + F 0 ,
которые выделяются узкополосным фильтром 77. Их частота измеряется измерителем 78 частоты и фиксируется блоком 43 регистрации. По величине и знаку доплеровского смещения оценивают величину и направление радиальной скорости источника излучения сигнала. В зависимости от того, fn>F0 или fn<F0, определяют знак доплеровского смещения, а следовательно и направление радиальной скорости.which are allocated by the narrow-
Для измерения уголовной скорости излучателя по азимуту °α напряжения uпp1(t) и uпp3(t) с выходов усилителей 34 и 30 первой частоты поступает на два входа перемножителя 79. При этом узкополосный фильтр 80 выделяет гармоническое колебание на частоте, равной разности доплеровских частот в азимутальной плоскостиTo measure the criminal velocity of the emitter in azimuth ° α, the voltages u pp1 (t) and u p3 (t) from the outputs of
ΔFg=Fg1-Fg±Fg(t).ΔF g = F g1 -F g ± F g (t).
Для измерения угловой скорости источника излучения сигнала кроме разности доплеровских частот необходимо измерять и направляющий косинуса в азимутальной плоскости:To measure the angular velocity of the signal source, in addition to the difference in Doppler frequencies, it is necessary to measure the cosine guide in the azimuthal plane:
Указанная разность доплеровских частот измеряется измерителем 81 частоты и фиксируется блоком 43 регистрации.The indicated Doppler frequency difference is measured by the
В блоке 43 регистрации можно определить тангенциальную составляющую вектора скоростиIn
, ,
и модуль вектора скорости излучателяand module of the radiator velocity vector
, ,
который находится как результат измерения четырех радионавигационных параметров: двух координат α, R0 и двух скоростей .which is found as a result of measuring four radio navigation parameters: two coordinates α, R 0 and two speeds .
Если ФМн-сигнал бедствия принимается по зеркальному каналу на частоте w3 (фиг.7), то усилителями 34, 62, 30 и 31 выделяются следующие напряжения первой промежуточной частоты:If the FMN distress signal is received on the mirror channel at a frequency w 3 (Fig. 7), then the
uup7(t)=Uпр7·Cos[(wup1±Δw)t+φк1(t)+φup7]u up7 (t) = U pr7 · Cos [(w up1 ± Δw) t + φ к1 (t) + φ up7 ]
uup8(t)=Uпр8·Cos[(wup1±Δw)t+φк1(t)+φup7+90°]u up8 (t) = U pr8 · Cos [(w up1 ± Δw) t + φ к1 (t) + φ up7 + 90 °]
где Where
wup1=wг1-w3 - первая промежуточная частота;w up1 = w g1 -w 3 - the first intermediate frequency;
wuр7=φг1-φ3.w = φ r1 ur7 -φ 3.
Напряжение uup8(t) с выхода усилителя 62 первой промежуточной частоты поступает на входы фазовращателя 63 на +90° и фазовращателя 82 на -90°, на выходах которых образуются напряжения:The voltage u up8 (t) from the output of the
uup14(t)=Uпp8·Cos[(wup1±Δw)t+φк1(t)+φup7+90°+90°]=u up14 (t) = U pp8 · Cos [(w up1 ± Δw) t + φ к1 (t) + φ up7 + 90 ° + 90 °] =
=-Uпp8·Cos[(wup1±Δw)t+φк1(t)+φup7],= -U for p8 · Cos [(w up1 ± Δw) t + φ к1 (t) + φ up7 ],
uup15(t)=Uпp8·Cos[(wup1±Δw)t+φк1(t)+φup7+90°-90°]=u up15 (t) = U pp8 · Cos [(w up1 ± Δw) t + φ к1 (t) + φ up7 + 90 ° -90 °] =
=Uпp8·Cos[(wup1±Δw)t+φк1(t)+φup7].= U pp8 · Cos [(w up1 ± Δw) t + φ к1 (t) + φ up7 ].
Напряжения uup7(t) и uup14(t) поступают на два входа сумматора 83, на выходе которого образуется суммарное напряжениеVoltages u up7 (t) and u up14 (t) are supplied to two inputs of the
uΣ3(t)=UΣ3·Cos[(wup1±Δw)t+φк1(t)+φup7], 0≤t≤Т3,u Σ3 (t) = U Σ3 · Cos [(w up1 ± Δw) t + φ к1 (t) + φ up7 ], 0≤t≤T 3 ,
где UΣ3=2Uпp8.where U Σ3 = 2U pp8 .
Это напряжение подается на первый вход перемножителя 84, на второй вход которого поступает ФМн-сигнал, принимаемый по зеркальному каналу на частоте w3 This voltage is supplied to the first input of the
u3(t)=U3·Cos[(w3±Δw)t+φк1(t)+φ3], 0≤t≤Т3.u 3 (t) = U 3 · Cos [(w 3 ± Δw) t + φ к1 (t) + φ 3 ], 0≤t≤T 3 .
На выходе перемножителя 84 образуется гармоническое напряжениеThe output of the
u11(t)=U11·Cos(wг1t+φг1),u 11 (t) = U 11 Cos (w g1 t + φ g1 ),
которое выделяется узкополосным фильтром 85 с частотой настройки wн2=wг1, детектируется амплитудным фильтром 86 и поступает на управляющий вход ключа 87, открывая его. Ключ 87 в исходном состоянии всегда закрыт. При этом суммарное напряжение uΣ3(t) с выхода сумматора 83 через открытый ключ 87 поступает на первый вход смесителя 88, на второй вход которого подается напряжение второго гетеродина 39which is allocated by a narrow-
uг2(t)=Uг2·Cos(wг2t+φг2).u g2 (t) = U g2 Cos (w g2 t + φ g2 ).
На выходе смесителя 88 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 89 выделяется напряжение второй промежуточной частотыThe output of the
uup16(t)=Uпp16·Cos[(wup2±Δw)t+φк(t)+φup16], 0≤t≤Т3,u up16 (t) = U p16 · Cos [(w up2 ± Δw) t + φ к (t) + φ up16 ], 0≤t≤T 3 ,
где Where
wup2=wup1-wг2 - вторая промежуточная частота;w up2 = w up1 -w r2 - second intermediate frequency;
φuр16=φuр7-φг2,cp = φ ur16 ur7 -φ r2,
которое поступает на первые входы перемножителей 90 и 92. На второй вход перемножителя 92 подается опорное напряжение с выхода узкополосного фильтра 91which is supplied to the first inputs of the
u01(t)=U01·Cos[(wup2±Δw)t+φup16], 0≤t≤Т3,u 01 (t) = U 01 · Cos [(w up2 ± Δw) t + φ up16 ], 0≤t≤T 3 ,
На выходе перемножителя 92 образуется напряжениеThe output of the
u12(t)=Uн1·Cosφк1(t)+Uн1·Cos[2(wup2±Δw)t+φк1(t)+φuр16],u 12 (t) = U н1 · Cosφ к1 (t) + U н1 · Cos [2 (w up2 ± Δw) t + φ к1 (t) + φ up16 ],
Фильтром 99 нижних частот выделяется низкочастотное напряжениеLow-
Uн1(t)=Uн1·Cosφк1(t),U н1 (t) = U н1 · Cosφ к1 (t),
которое является аналогом модулирующего кода M1(t), фиксируется блоком 103 регистрации и подается на второй вход перемножителя 90. На выходе перемножителя 90 образуется напряжениеwhich is an analog of the modulating code M 1 (t), is fixed by the
u01(t)=U12·Cos[(wup2±Δw)t+φuр16]+U12·Cos[(wup2±Δw)t+2φк1(t)+φup16]=u 01 (t) = U 12 · Cos [(w up2 ± Δw) t + φ up16 ] + U 12 · Cos [(w up2 ± Δw) t + 2φ к1 (t) + φ up16 ] =
=2U12·Cos[(wup2±Δw)t+φuр16]=U01·Cos[(wup2±Δw)t+φuр16],= 2U 12 · Cos [(w up2 ± Δw) t + φ up16 ] = U 01 · Cos [(w up2 ± Δw) t + φ up16 ],
где Where
U01=2U12,U 01 = 2U 12 ,
которое выделяется узкополосным фильтром 91 и поступает на второй вход перемножителя 92.which is allocated by the narrow-
Перемножители 90, 92, узкополосный фильтр 91 и фильтр 99 нижних частот образуют демодулятор ФМн-сигналов, принимаемых по зеркальному каналу на частоте w3, который выделяет опорное напряжение, необходимое для синхронного детектирования принимаемого ФМн-сигнала, непосредственно из самого принимаемого ФМн-сигнала.The
Напряжение uup16(t) с выхода усилителя 89 второй промежуточной частоты через логический элемент ИЛИ 104 одновременно подается на вторые входы перемножителей 32 и 33, на первые входы которых поступают напряжения uup9(t) и uup13(t) с выходов усилителей 30 и 31 первой промежуточной частоты соответственно. На выходе перемножителей 32 и 33 образуются фазомодулированные (ФМ) напряжения:The voltage u up16 (t) from the output of the
где Where
которые выделяются узкополосными фильтрами 35 и 36 с частотой настройки wн5=wг2.are allocated
В этом случае на выходе перемножителя 37 образуется гармоническое напряжениеIn this case, a harmonic voltage is generated at the output of the
u15(t)=U15·Cos(Ω-α1), 0≤t≤Т3,u 15 (t) = U 15 Cos (Ω-α 1 ), 0≤t≤T 3 ,
где Where
с индексом фазовой модуляцииwith phase modulation index
которое выделяется узкополосным фильтром 44 и поступает на первый вход фазометра 46, на второй вход которого подается напряжение опорного генератора 50which is allocated by a narrow-band filter 44 and fed to the first input of the
uon(t)=Uon·CosΩtu on (t) = U on CosΩt
Фазометр 46 обеспечивает точное, но неоднозначное измерение угловой координаты α1.The
Для устранения возникающей при этом неоднозначности отсчета угла α1 необходимо уменьшить индекс фазовой модуляции без уменьшения отношения R/λ. Это достигается использованием автокоррелятора, состоящего из линии 38 задержки и фазового детектора 45, что эквивалентно уменьшению индекса фазовой модуляции до величиныTo eliminate the ambiguity in reading the angle α 1, it is necessary to reduce the phase modulation index without decreasing the R / λ ratio. This is achieved by using an autocorrelator consisting of a
где d1=2R.where d 1 = 2R.
На выходе автокоррелятора образуется напряжениеA voltage is generated at the output of the autocorrelator
u16(t)=U15·Cos(Ω-α1), 0≤t≤Т3,u 16 (t) = U 15 Cos (Ω-α 1 ), 0≤t≤T 3 ,
с индексом фазовой модуляции Δφm3, которое поступает на первый вход фазометра 47, на второй вход которого подается напряжение Uon(t) опорного генератора 50. Фазометр 47 обеспечивает грубое, но однозначное измерение угла α1.with the phase modulation index Δφ m3 , which is fed to the first input of the phasemeter 47, the second input of which is supplied with the voltage U on (t) of the
Измерение радиальной скорости взаимного перемещения человека, терпящего бедствие на воде, и вертолета используются смесители 93 и 95, усилитель 94 первой промежуточной частоты, блок 96 эталонных частот, узкополосный фильтр 97 и измеритель 98 частоты.Measuring the radial velocity of the mutual displacement of a person in distress on water and a helicopter uses
Для измерения угловой скорости излучателя по азимуту используются перемножитель 100, узкополосный фильтр 101 и измеритель 102 частоты.To measure the angular velocity of the emitter in azimuth a
Если ложный сигнал (помеха) принимается по второму комбинационному каналу на частоте wк2 If a false signal (interference) is received on the second combinational channel at a frequency w k2
uк2(t)=Uк2·Cos(wк2t+φк2), 0≤t≤Тк2,u k2 (t) = U k2 · Cos (w k2 t + φ k2 ), 0≤t≤T k2 ,
то усилителями 34 и 62 первой промежуточной частоты выделяются напряжения:the
uпp10(t)=Uпp10·Cos(wпp1t+φпр10),u pp10 (t) = U pp10 Cos (w pp1 t + φ pr10 ),
uпp11(t)=Uпp11·Cos(wпp1t+φпp10-90°),u pp11 (t) = U pp11 Cos (w pp1 t + φ pp10 -90 °),
где Where
wпp1=wк2-2wг1 - промежуточная частота;w p1 = w k2 -2w g1 - intermediate frequency;
φпр10=φк2-φг1.φ pr10 = φ k2 -φ g1 .
Напряжение uпp11(t) с выхода усилителя 62 первой промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 63 на 90°, на выходе которого образуется напряжениеThe voltage u p11 (t) from the output of the
uпp12(t)=Uпp10·Cos(wпpt+φпр10-90°+90°)=Uпp10·Cos(wnpt+φпp10).u pp12 (t) = U pp10 · Cos (w pp t + φ pr10 -90 ° + 90 °) = U pp10 · Cos (w np t + φ pp10 ).
Напряжения uпp10(t) и uпp12(t) поступают на два входа сумматора 64, на выходе которого образуется суммарное напряжениеVoltages u p10 (t) and u pp12 (t) are supplied to two inputs of the adder 64, at the output of which a total voltage is generated
uΣ2(t)=UΣ2·Cos(wпp1t+φпp1), 0≤t≤Тк2,u Σ2 (t) = U Σ2 · Cos (w pp1 t + φ pp1 ), 0≤t≤T k2 ,
где UΣ2=2Uпp10.where U Σ2 = 2U pp10 .
Это напряжение подается на первый вход перемножителя 65, на второй вход которого поступает принимаемый сигнал uк2(t). На выходе перемножителя 65 образуется напряжениеThis voltage is supplied to the first input of the
u10(t)=U10·Cos(wг1t+φг1), 0≤t≤Тк2,u 10 (t) = U 10 · Cos (w g1 t + φ g1 ), 0≤t≤T k2 ,
где Where
которое не попадает в полосу пропускания узкополосного фильтра 66. Ключ 68 не открывается и ложный сигнал (помеха), принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте wк2, подавляется. При этом используется «внутреннее кольцо», состоящее из перемножителя 65, узкополосного фильтра 66, амплитудного детектора 67 и ключа 68 и реализующее метод узкополосной фильтрации.which does not fall into the passband of the narrow-
Если ложный сигнал (помеха) принимается по каналу прямого прохождения на первой промежуточной частотеIf a false signal (interference) is received on the direct channel at the first intermediate frequency
uпp(t)=Uпp·Cos(wпp1t+φпр), 0≤t≤Тпр, prosp u (t) = U prosp · Cos (w t + φ pp1 etc.), etc. 0≤t≤T,
то с выхода приемной антенны 23 он поступает на первый вход сумматора 53, выделяется узкополосным фильтром 51, настроенным на первую промежуточную частоту wпp1, и инвертируется по фазе на 180° в фазоинверторе 52then from the output of the receiving
u'пp(t)=-Uпp·Cos(wпp1t+φпр), 0≤t≤Тпр.u ' pp (t) = - U pp · Cos (w pp1 t + φ pr ), 0≤t≤T pr .
Напряжения uпp(t) и u'пp(t), поступающие на два входа сумматора 53, на его выходе компенсируются.The voltages u pp (t) and u ' pp (t) supplied to the two inputs of the
Следовательно, ложный сигнал (помеха), принимаемый по каналу прямого прохождения на частоте wпp1, подавляется фильтром-пробкой, состоящим из узкополосного фильтра 51, фазоинвертора 52 и сумматора 53 и реализующим фазокомпенсационный метод.Therefore, a false signal (interference) received through the direct channel at a frequency w pr1 is suppressed by a filter plug consisting of a narrow-
Если два мощных сигнала (помехи) на частотах w1 и w2 или несколько мощных сигналов (помех) появляются одновременно в полосе частот Δwп1 «слева» от полосы пропускания Δwп приемника, способные образовать интермодуляционные помехи, то они поступают на первый вход сумматора 56, выделяются полосовым фильтром 54, инвертируются по фазе на 180° фазоинвертором 55 и компенсируются в сумматоре 56 (фиг.8.).If two powerful signals (interference) at frequencies w 1 and w 2 or several powerful signals (interference) appear simultaneously in the frequency band Δw p1 "to the left" of the passband Δw p of the receiver, capable of generating intermodulation interference, then they are fed to the first input of the
Следовательно, ложные сигналы (помехи) принимаемые в полосе частот Δwп1 и образующие интермодуляционные помехи, подавляются фильтром-пробкой, состоящим из полосового фильтра 54, фазоинвертора 55 и сумматора 56 и реализующим фазокомпенсационный метод.Therefore, false signals (interference) received in the frequency band Δw p1 and generating intermodulation interference are suppressed by a filter plug consisting of a
Если два мощных ложных сигнала (помехи) на частотах w3 и w4 или несколько мощных сигналов (помех) появляются одновременно в полосе частот Δwп2 «справа» от полосы пропускания Δwп приемника, способные образовать интермодуляционные помехи, то они поступают на первый вход сумматора 59, выделяются полосовым фильтром 57, инвертируются по фазе на 180° в фазоинверторе 58 и компенсируются в сумматоре 59 (фиг.9.).If two powerful false signals (interference) at frequencies w 3 and w 4 or several powerful signals (interference) appear simultaneously in the frequency band Δw p2 "to the right" of the passband Δw p of the receiver, capable of generating intermodulation interference, then they are fed to the first input the adder 59, are allocated by the band-
Следовательно, ложные сигналы (помехи), принимаемые в полосе частот Δwп2 и образующие интермодуляционные помехи, подавляются фильтром-пробкой, состоящим из полосового фильтра 57, фазоинвертора 58 и сумматора 59 и реализующим фазокомпенсационный метод.Consequently, false signals (interference) received in the frequency band Δw p2 and generating intermodulation interference are suppressed by a filter plug consisting of a
Бортовая аппаратура, устанавливаемая на борту вертолета, инвариантна к виду модуляции и нестабильности несущей частоты ±Δw принимаемых радиосигналов, т.к. пеленгация источника излучения сигнала бедствия осуществляется на стабильной частоте wг2 второго гетеродина 39.The on-board equipment installed on board the helicopter is invariant to the type of modulation and instability of the carrier frequency ± Δw of the received radio signals, since direction finding of the distress signal radiation source is carried out at a stable frequency w g2 of the second
Таким образом, предлагаемая система по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает расширение в два раза диапазона рабочих частот, диапазона частотного поиска сигналов без расширения диапазона частотной перестройки гетеродина. Это достигается за счет использования сложных ФМн-сигналов, принимаемых по зеркальному каналу на частоте w3. Причем преобразование сложных ФМн-сигналов, принимаемых по зеркальному каналу на частоте w3, происходит с тем же коэффициентом преобразования Кпр, что и по основному каналу приема на частоте wc.Thus, the proposed system in comparison with the prototype and other technical solutions for a similar purpose provides a doubled range of operating frequencies, the frequency range of the signal search without expanding the frequency range of the local oscillator. This is achieved through the use of complex QPSK signals received on the mirror channel at a frequency of w 3 . Moreover, the conversion of complex QPSK signals received on the mirror channel at a frequency w 3 occurs with the same conversion coefficient K pr as on the main reception channel at a frequency w c .
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011110595/11A RU2458815C1 (en) | 2011-03-21 | 2011-03-21 | System for detecting and locating person in distress |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011110595/11A RU2458815C1 (en) | 2011-03-21 | 2011-03-21 | System for detecting and locating person in distress |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2458815C1 true RU2458815C1 (en) | 2012-08-20 |
Family
ID=46936586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011110595/11A RU2458815C1 (en) | 2011-03-21 | 2011-03-21 | System for detecting and locating person in distress |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2458815C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731669C1 (en) * | 2020-02-11 | 2020-09-07 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" | System for detecting and locating a person in distress on water |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2177437C1 (en) * | 2000-09-26 | 2001-12-27 | Заренков Вячеслав Адамович | System for detection and location of human suffering a distress on water |
RU2193990C2 (en) * | 2000-09-19 | 2002-12-10 | Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы | System for finding marine disaster |
RU2226479C2 (en) * | 2002-06-27 | 2004-04-10 | Заренков Вячеслав Адамович | System for detection and determination of position of man in distress |
RU2240950C1 (en) * | 2003-09-03 | 2004-11-27 | Заренков Вячеслав Адамович | Device for searching for man in distress |
RU2254262C1 (en) * | 2004-08-04 | 2005-06-20 | Заренков Вячеслав Адамович | System for detection and location of position of man-in-distress in water |
-
2011
- 2011-03-21 RU RU2011110595/11A patent/RU2458815C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2193990C2 (en) * | 2000-09-19 | 2002-12-10 | Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы | System for finding marine disaster |
RU2177437C1 (en) * | 2000-09-26 | 2001-12-27 | Заренков Вячеслав Адамович | System for detection and location of human suffering a distress on water |
RU2226479C2 (en) * | 2002-06-27 | 2004-04-10 | Заренков Вячеслав Адамович | System for detection and determination of position of man in distress |
RU2240950C1 (en) * | 2003-09-03 | 2004-11-27 | Заренков Вячеслав Адамович | Device for searching for man in distress |
RU2254262C1 (en) * | 2004-08-04 | 2005-06-20 | Заренков Вячеслав Адамович | System for detection and location of position of man-in-distress in water |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2731669C1 (en) * | 2020-02-11 | 2020-09-07 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий" | System for detecting and locating a person in distress on water |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
GB2478954A (en) | Active target | |
JP2005351878A (en) | Rfid tag system | |
RU2458815C1 (en) | System for detecting and locating person in distress | |
RU2254262C1 (en) | System for detection and location of position of man-in-distress in water | |
RU2418714C2 (en) | System for detecting person suffering distress on water | |
RU2521456C1 (en) | System for detecting and locating human suffering distress in water | |
RU2226479C2 (en) | System for detection and determination of position of man in distress | |
RU2276038C1 (en) | System for detection and determination of the position of a man in distress on water | |
RU2444461C1 (en) | System for detecting and locating person in distress on water | |
RU2600333C2 (en) | Helicopter radio-electronic complex | |
US2481509A (en) | Directional system | |
RU2240950C1 (en) | Device for searching for man in distress | |
RU2658123C1 (en) | System of remote control of the state of the atmosphere and ice cover in the north areas | |
RU2363614C1 (en) | System to detect person in marine disaster | |
RU2355599C1 (en) | Human detection system for maritime distresses | |
RU2448017C1 (en) | System for detecting person in distress in water | |
RU2193990C2 (en) | System for finding marine disaster | |
RU2321177C1 (en) | Radio-technical surveillance station | |
RU2629000C1 (en) | Satellite system for locating ships and aircraft involved in accident | |
US3268895A (en) | Radio range finders | |
RU2177437C1 (en) | System for detection and location of human suffering a distress on water | |
RU2731669C1 (en) | System for detecting and locating a person in distress on water | |
RU2258940C1 (en) | Satellite system for detection of watercrafts and aircrafts in state of emergency | |
RU2723443C1 (en) | Satellite system for determining location of ships and aircrafts that have suffered accident | |
RU2313911C1 (en) | Electronic reconnaissance station |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150322 |