Пристрій для визначення параметрів балістичного вітру при стрільбі артилерії

Реферат: Пристрій для визначення параметрів балістичного вітру при стрільбі артилерії містить об'єкт спостереження, пристрій для спостереження у складі передавача, приймача і антенного модуля, а також лічильно-обчислювальний, задаючий, програмно-керуючий модулі та пусковий блок, причому додатково містить блок вимірювання нестабільності частоти та адаптивний фільтр-коректор, при цьому блок вимірювання нестабільності частоти з'єднаний входом з виходом генератора надвисоких частот передавача, а виходом - з входом адаптивного фільтра-коректора, інший вхід якого сполучений з виходом підсилювача проміжної частоти приймача, а вихід з входом фазового детектора з аналого-цифровим перетворювачем. UA 110041 U (12) UA 110041 U UA 110041 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі метеорадіолокації, а саме до пристроїв для визначення параметрів балістичного вітру при стрільбі артилерії. Відомий пристрій для визначення параметрів балістичного вітру при стрільбі артилерії, який містить об'єкт спостереження (зонд), пристрій для спостереження (радіолокаційна станція (РЛС)) у складі антенно-фідерної системи з приводом, системи управління антеною, передавальної системи, приймальної системи, системи визначення координат, системи обробки і управління та системи відображення інформації [1]. До недоліків відомого пристрою, який вибраний за аналог, належить те що як об'єкт спостереження використовується зонд, який наповнений воднем. Для підготовки, запуску та спостереженням за зондом вимагається значні витрати часу, крім цього він переміщується у просторі під впливом вітру незалежно від траєкторії стрільби, що не завжди дозволяє отримати дані про параметри вітру на заданій ділянці траєкторії польоту снаряда. Найбільш близьким технічним рішенням, де усунуто недоліки, пов'язані із зондом, який вибрано за прототип, є пристрій для визначення параметрів балістичного вітру при стрільбі артилерії, який містить об'єкт спостереження (деякий об'єм повітря у просторі, в якому визначають радіальну швидкість вітру), пристрій для спостереження у складі передавача, приймача і антенного модуля, а також програмно-керуючий модуль, лічильно-обчислювальний прилад, задаючий модуль і пусковий блок [2]. Недоліком відомого пристрою, який вибраний за прототип, є те, що у пристрої спостереження немає взаємодії між передавачем та приймачем, що не забезпечує високої когерентності роботи РЛС. Це призводить до похибок під час накопичення луна-сигналу, отриманого від метеооб'єкта та його спектрального аналізу, через частотну нестабільність роботи генератора надзвичайно високих частот (НВЧ) передавача, що впливає на точність визначення параметрів балістичного вітру. В основу корисної моделі поставлено задачу усунути недоліки прототипу шляхом підвищення точності визначення радіальної швидкості вітру за рахунок компенсування відходу (зсуву) частоти генератора НВЧ, що виникає через нестабільність його роботи, при визначенні реального значення частоти Доплера прийнятого луна-сигналу. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для визначення параметрів балістичного вітру при стрільбі артилерії, що містить пристрій для спостереження з антенним модулем, передавачем та приймачем, а також лічильно-обчислювальний прилад, задаючий модуль, програмно-керуючий модуль, пусковий блок та об'єкт спостереження, згідно з корисною моделлю, додатково містить блок вимірювання нестабільності частоти та адаптивний фільтркоректор, при цьому блок вимірювання нестабільності частоти з'єднаний входом з виходом генератора НВЧ передавача, а виходом - з входом адаптивного фільтра-коректора, інший вхід якого сполучений з виходом підсилювача проміжної частоти приймача, а вихід - з входом фазового детектора з аналого-цифровим перетворювачем. Порівняння технічного рішення, яке заявляється, із прототипом дозволяє зробити висновок, що заявлений пристрій для визначення параметрів балістичного вітру, додатково містить блок вимірювання нестабільності частоти та адаптивний фільтр-коректор, при цьому блок вимірювання нестабільності частій з'єднаний входом з виходом генератора НВЧ передавача, а виходом - з входом адаптивного фільтра-коректора, інший вхід якого сполучений з виходом підсилювача проміжної частоти приймача, а вихід - з входом фазового детектора з аналогоцифровим перетворювачем. Суть корисної моделі пояснюється за допомогою креслення, де представлено варіант пристрою для визначення параметрів балістичного вітру при стрільбі артилерії, який заявляється. Пристрій для визначення параметрів балістичного вітру при стрільбі артилерії, як варіант конструктивного виконання метеорологічна РЛС, містить задаючий модуль 1, програмно-керуючий модуль 2, пристрій для спостереження 3 з антенним модулем 4, передавачем 5 та приймачем 6, а також лічильно-обчислювальний прилад 7, пусковий блок 8 та об'єкт спостереження 9. При цьому передавач 5 складається з генератора кварцового 5.1, змішувача 5.2, фільтра 5.3, модулятора 5.4, підсилювача потужності 5.5, а також генератора НВЧ 5.6 та блока вимірювання нестабільності частоти 5.7, а приймач 6 - з підсилювача НВЧ 6.1, змішувача 6.2, підсилювача проміжної частоти 6.3, адаптивного фільтра-коректора (АФК) 6.4 та блока фазового детектора з аналого-цифровим перетворювачем 6.5. Пристрій для визначення параметрів балістичного вітру при стрільбі артилерії, який заявляється, працює наступним чином. Виходячи з району і завдань обстрілу цілей артилерії, визначають траєкторію стрільби і задають координати об'єкта спостереження за допомогою задаючого модуля 1: в блок 2, 4 та 7 1 UA 110041 U вводять значення кута місця, азимуту і значення похилої дальності до об'єкта спостереження (часу затримки луна-сигналу), після чого запускають процес роботи пристрою за допомогою пускового блоку 8 (конструктивно це кнопка "Пуск"). При цьому сигнал з кварцового генератора 5.1 з частотою fкв арц подається на змішувач 5.2, 5 10 15 20 куди також подається опорна частота f0 з генератора НВЧ 5.6, яка одночасно потрапляє на блок 5.7 та змішувач 6.2. На виході змішувача 5.2 отримується сигнал з трьох частот, а саме: опорної f0 і двох бічних f0  fкв арц , f0  fкв арц , який передається на фільтр 5.3. Фільтр 5.3 забезпечує виділення однієї з бічних частої (наприклад f0  fкв арц ) шляхом придушення опорної і однієї з двох бічних частот. Надалі цей сигнал з фільтра 5.3 надходить на модулятор 5.4, який формує радіоімпульс. Через підсилювач потужності 5.5 радіоімпульс надходить на антенний модуль 4 та випромінюється у напрямку об'єкта спостереження 9. Віддзеркалений від об'єкта спостереження 9 луна-сигнал надходить на антенний модуль 4, а з нього на приймач 6, де він підсилюється у блоці 6.1, звідки потрапляє на змішувач 6.2, куди також надходить сигнал з генератора НВЧ 5.6, завдяки чому утворюється сигнал з різницевою частотою fр  fкв арц  f Д  f0 , де f Д - доплерівський приріст частоти зондуючого сигналу; f0 - зсув частоти генератора НВЧ 5.6 за рахунок власної нестабільності за час від випромінення до прийняття луна-сигналу. Далі сигнал з частотою fр посилюється в підсилювачі проміжної частоти 6.3, а потім надходить на АФК 6.4, куди приходить коригуючий сигнал частоти f0 з блока 5.7 передавача, який визначає величину зсуву частоти генератора НВЧ 5.6 із-за його нестабільності у окремому зондуванні простору. На виході АФК 6.4 отримується сигнал з частотою fкв арц  f Д . 25 30 35 40 45 50 Надалі сигнал надходить на блок фазового детектора з аналого-цифровим перетворювачем 6.5, куди теж потрапляє сигнал з кварцового генератора 5.1 fкв арц , де виділяються дві квадратурні складові сигналу частоти f Д в цифровому виді для подальшого накопичення та обробки в лічильно-обчислювальному приладі 7, у якому на основі величини доплерівського зсуву частоти зондуючого сигналу РЛС визначається радіальна та інші складові швидкості вітру в межах області спостереження (визначеного об'єму повітряного простору). Синхронізацію роботи передавача 5, приймача 6, антенного модуля 4, та блока 7 здійснює програмно-керуючий модуль 2. Елементи, які визначають новизну корисної моделі, а саме адаптивний фільтр-коректор спільно з блоком вимірювання нестабільності частоти діють на принципі, який запропонований в [3] (ці елементи технічно можуть бути реалізовані з використанням сигнального процесора). Підвищення точності застосування запропонованого пристрою для визначення параметрів балістичного вітру при стрільбі артилерії, у порівнянні з прототипом, досягається за рахунок додавання в конструкцію РЛС блока вимірювання нестабільності частоти та адаптивного фільтра-коректора для компенсування відходу (зсуву) частоти генератора НВЧ, що виникає через нестабільність його роботи, при визначенні реального значення частоти Доплера прийнятого луна-сигналу. Джерела інформації: 1. Ю.Г. Осипов, Н.В. Герасимова, А.В. Дядюра. Устройство и принцип действия аэрологической информационно измерительной системи "Улыбка". Уч. пособие по дисциплине Методы зандированния окружающей среды. - СПб.: РИМУ, 2009. - С. 7-8 - аналог. 2. P.P. Тимошенко. Пристрій для визначення параметрів балістичного вітру при стрільбі артилерії. Патент України № 23166, Бюл. № 6, 2007 р. - прототип. 3. В.В. Литвинов, В.И. Климченко, А.В. Очкуренко. Повышение защищенности от пассивных помех обзорных РЛС с низкостабильными генераторными приборами// Сборник научных трудов 3-ю Международного радиолектронного форума "Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития". - МРФ, 2008. - Т. I., Часть 1. - С. 109-112. 2 UA 110041 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Пристрій для визначення параметрів балістичного вітру при стрільбі артилерії, що містить об'єкт спостереження, пристрій для спостереження у складі передавача, приймача і антенного модуля, а також лічильно-обчислювальний, задаючий, програмно-керуючий модулі та пусковий блок, який відрізняється тим, що додатково містить блок вимірювання нестабільності частоти та адаптивний фільтр-коректор, при цьому блок вимірювання нестабільності частоти з'єднаний входом з виходом генератора надвисоких частот передавача, а виходом - з входом адаптивного фільтра-коректора, інший вхід якого сполучений з виходом підсилювача проміжної частоти приймача, а вихід з входом фазового детектора з аналого-цифровим перетворювачем. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3