Цифровой радиозонд со сверхрегенеративным приемопередатчиком

Полезная модель относится к технологии измерения вертикального профиля метеорологических параметров атмосферы аэрологическими радиозондами (АРЗ): температуры, влажности, давления, а также скорости и направления ветра, цифровой обработке измеренных метеорологических параметров и передаче телеметрической информации по радиоканалу на наземную РЛС слежения. Технической задачей изобретения является оптимизация построения электронного цифрового блока телеметрии АРЗ с целью повышения точности, стабильности и надежности работы радиоканала телеметрии АРЗ-РЛС с одновременным снижением ГМХ. Для решения поставленной задачи предлагается Цифровой радиозонд со сверхрегенеративным приемопередатчиком, содержащий первый, второй и третий каналы измерения метеопараметров, микроконтроллер, кварцевый резонатор, сверхрегенеративный приемопередатчик с приемо-передающей антенной, также первую, вторую и третью управляющие шины, первую, вторую и третью сигнальные шины и входную/выходную шины последовательного интерфейса со следующими соединениями: микроконтроллер первой, второй и третьей управляющими шинами соединен с управляющими входами первого, второго и третьего каналов измерения метеопараметров соответственно, выходы которых первой, второй и третьей сигнальными шинами соединены с соответствущими сигнальными входами микроконтроллера; выходы метеопараметров окружающей атмосферы соединены с информационными входами первого, второго и третьего каналов измерения метеопараметров; четвертый вход микроконтроллера подключен к кварцевому резонатору, а выход - через сверхрегенеративный приемопередатчик соединен с приемопередающей антенной радиозонда. 4 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использована в аэрологических радиозондах (АРЗ) систем радиозондирования атмосферы для измерения дальности до (АРЗ) импульсным методом, пеленгации по угловым координатам и передачи телеметрической информации на одной несущей частоте, также может быть использована для построения высокостабильных и экономичных приемо-передающих устройств систем связи.

Отечественные системы радиозондирования атмосферы построены по угломерно-дальномерному методу измерения координат, скорости и направления движения радиозонда в свободной атмосфере. Измерение угловых координат: - азимута (), угла места (), а, также, наклонной дальности (R_н) импульсным методом с активным ответом, особенно эффективным оказалось при использовании в составе радиозондов сверхрегенеративных приемопередатчиков (СПИ). Интенсивное излучение СПП обеспечивает надежную передачу телеметрической информации и сопровождение по угловым координатам. Высокая чувствительность СПП к импульсному запросному сигналу позволяет сформировать ответный сигнал по дальности в виде короткой паузы в излучении СПП при пониженной мощности передатчика запросного радиоимпульса РЛС. Весьма важным, в конечном счете, оказывается тот факт, что система определения координат и канал передачи телеметрической информации системы радиозондирования работают на одной несущей частоте.

Известен АРЗ, содержащий сверхрегенеративный приемопередатчик (СПП) с отдельным генератором вспомогательных (суперирующих) колебаний, обеспечивающий прием запросных радиоимпульсов и передачу ответной паузы для измерения наклонной дальности и передачу телеметрической (кодовой) информации, причем датчики метеорологических величин соединены через управляемые ключи с измерительным преобразователем, выходной сигнал которого, в соответствии с циклом передачи телеметрической информации, с помощью коммутатора соединен с управляющим входом генератора суперирующей частоты сверхрегенеративного приемопередатчика, см. АС СССР 1106262, см. АЭРОЛОГИЯ, Н.А.Зайцева, Л.: Гидрометеоиздат, 1990, стр.97-110. Недостатком данного АРЗ является: низкая стабильность поднесущей частоты приемопередатчика при изменении температуры окружающей среды, проблемы согласования с антенной, большое изменение частоты приема относительно частоты излучения, что существенно снижает эксплуатационные качества радиотехнической системы в целом.

Известен цифровой радиозонд, регистрирующий комплексно несколько параметров состояния свободной атмосферы и передающий их по радиосвязи на наземную станцию. Для обеспечения надежности передачи данных, сокращения разрывов в измерении параметров состояния и для обеспечения взаимозаменяемости измеренных значений при их автоматической обработке, измеренные значения отдельных датчиков и образцовых элементов передают последовательно через измерительный преобразователь и аналоговый мультиплексор на АЦП. В начале цикла передачи передается синхронное 37-разрядное слово, затем отдельные преобразованные слова цифровых данных с контрольным битом через цифровой мультиплексор подают на последовательный преобразователь, в котором проводится образование серии из 11 слов данных. В заключение производится двойная фазовая модуляция отдельных битов в 2-фазном модуляторе и фазовая модуляция в фазовом модуляторе, после чего передатчик передает данные на наземную станцию, см. ПАТЕНТ 228912 А1 (ГДР) "Digitale Radiosonde". Недостатком данного АРЗ являются следующие: большая аппаратурная сложность, отсюда значительные ГМХ, большие временные, следовательно, и аппаратные затраты на обработку образцовых элементов, на формирование и передачу синхронного слова и т.д., отсюда повышенное потребление электроэнергии; построение принципа передачи информации на наземную станцию напрямую без запроса с РЛС сопровождения и возможности измерения наклонной дальности требует значительных дополнительных аппаратурных затрат для получения метеорологической информации.

Известен "Радиозонд с использованием микропроцессора", см. ПАТЕНТ США 4481514, который оснащен набором устройств регистрации измеряемых данных. Они связаны с блоком, вырабатывающим последовательность электрических сигналов воспроизводящих измеренные метеорологические параметры. Аналоговые сигналы преобразуются в импульсы двоичного кода. Между регистрирующими устройствами и преобразователем включен переключатель, последовательно соединяющий с преобразователем каждое из регистрирующих устройств. В радиозонде имеется блок формирования опорных сигналов, избирательно подключаемых к входу переключателя и входу преобразователя, так что переключатель в итоге соединяет одно из регистрирующих устройств с блоком формирования опорных сигналов, благодаря чему вырабатывается аналоговый сигнал, характеризующий метеорологический параметр, измеренный устройством, которое в данный момент подключено через переключатель ко входу преобразователя. Радиозонд содержит также микропроцессор (МП), функционально связанный с преобразователем аналоговых сигналов в дискретные. МП осуществляет обработку сигналов двоичного кода. Сигналы с МП поступают на вход передатчика, которые транслируется на наземную станцию. Недостатками данного АРЗ являются прямолинейное классическое построение электрической схемы, а МП используется как специализированная схема управления, переключения и преобразования и не более. Поэтому аппаратные достоинства МП для минимизации всей электронной схемы, а, следовательно, и для ГМХ, не используются. Передатчик построен также по традиционной схеме (не используется принцип измерения наклонной дальности - "запрос" с РЛС сопровождения - "ответ" с АРЗ), что влечет за собой временные и прочие затраты.

Известен «Цифровой радиозонд системы зондирования атмосферы» - см. ПАТЕНТ РФ на полезную модель 41525, содержащий датчики-преобразователи метеовеличин, аналоговый коммутатор, блок телеметрии, выполненный в различных вариантах на основе микропроцессора и микросхемах программируемой логики, сверхрегенеративный приемопередатчик с антенной. С целью повышения точности и стабильности формирования поднесущей частоты и ее девиации программный блок стабилизации частот реализован на основе кварцевого генератора. Датчики-преобразователи метеовеличин вырабатывают двоичные сигналы, содержащие информацию о параметрах атмосферы. Блок управления, построенный на основе микропроцессора или микросхем программируемой логики, управляет работой коммутатора и подключает один из датчиков метеовеличин к блоку телеметрии, выход которого частоты, в котором осуществляется частотная манипуляция поднесущей частоты телеметрическим сигналом. Далее видеоимпульсы поднесущей частоты поступают на вход приемопередатчика и модулируют его сигнал, который с помощью антенны излучается в пространство и принимается наземной РЛС сопровождения. Недостатком известного технического решения является возможность применения для измерения параметров атмосферы только специальных, достаточно дорогих датчиков метеорологических величин с цифровым выходом. Другим существенным недостатком является отсутствие в структуре блока телеметрии опорного канала, позволяющего повысить точность преобразования метеорологических параметров в телеметрический сигнал.

Известен «Цифровой аэрологический радиозонд» - см. ПАТЕНТ РФ на полезную модель 63551 (ПРОТОТИП), содержащий первый, второй, третий и четвертый датчики метеовеличин, являющиеся входом АРЗ, первый и второй аналоговые коммутаторы, опорный резистор, измерительный преобразователь, первый и второй масштабирующие усилители, аналогоцифровой преобразователь, микропроцессор и кварцевый резонатор, приемопередатчик с антенной, которая является выходом АРЗ, причем выход первого коммутатора соединен с входом измерительного преобразователя, первый выход измерительного преобразователя соединен с первым выводом опорного резистора, второй вывод опорного резистора соединен с входами первого и второго датчиков метеовеличин и с первым входом первого коммутатора, выходы первого и второго датчиков метеовеличин соединены с вторым и третьим входами первого коммутатора, второй выход измерительного преобразователя соединен с первым входом микропроцессора, первый и второй выходы микропроцессора подключены к управляющим входам первого коммутатора, третий и четвертый выходы микропроцессора соединены с управляющими входами второго коммутатора, выходы третьего и четвертого датчиков метеовеличин через первый и второй масштабные усилители соответственно подключены к входам второго коммутатора, выход которого подключен к входу аналогоцифрового преобразователя, выход аналогоцифрового преобразователя подключен ко второму входу микропроцессора, кварцевый резонатор соединен с третьим входом микропроцессора, а пятый выход микропроцессора подключен к входу приемопередатчика нагруженного на антенну.

Недостатком ПРОТОТИПА является отсутствие в структуре блока телеметрии радиозонда первичных преобразователей метеопараметров работающих на основе емкостных датчиков, недостаточную стабильность поднесущей частоты, ее девиации и фазовой манипуляции телеметрическим сигналом.

Общей проблемой производства и эксплуатации АРЗ является создание недорогих конструкций радиозондов, стабильных по радиотехническим параметрам в условиях существенного изменения окружающей температуры, напряжения питания и параметров антенной системы АРЗ. Отдельной проблемой при разработке сверхрегенеративного приемо-передатчика АРЗ, является обеспечение генерирования поднесущей (суперирующей) частоты и ее модуляция (частотной или фазовой манипуляции телеметрическим сигналом) с высокой стабильностью. Нестабильность поднесущей частоты и ее модуляции значительно осложняет прием сигналов радиозонда, его демодуляцию в частотном или фазовом детекторе приемного устройства наземной РЛС, приводит к искажениям телеметрической информации или к ее потере.

Технической задачей изобретения является оптимизация построения электронного цифрового блока телеметрии АРЗ с целью повышения точности, стабильности и надежности работы радиоканала телеметрии АРЗ-РЛС, повышение технологичности и снижения стоимости производства радиозондов.

Для решения поставленной задачи предлагается цифровой радиозонд со сверхрегенеративным приемопередатчиком, содержащий первый, второй и третий каналы измерения метеорологических параметров, микроконтроллер, кварцевый резонатор, сверхрегенеративный приемопередатчик с приемо-передающей антенной, также первую, вторую и третью управляющие шины, первую, вторую и третью сигнальные шины и входную/выходную шины последовательного интерфейса со следующими соединениями: микроконтроллер первой, второй и третьей управляющими шинами соединен с управляющими входами первого, второго и третьего каналов измерения метеопараметров соответственно, выходы которых первой, второй и третьей сигнальными шинами соединены с соответствующими сигнальными входами микроконтроллера; метеопараметры окружающей атмосферы соединены с информационными входами первого, второго и третьего каналов измерения метеопараметров; вход микроконтроллера подключен к кварцевому резонатору, а выход через сверхрегенеративный приемопередатчик соединен с приемо-передающей антенной радиозонда; в цифровом радиозонде первый и второй каналы измерения метеопараметров содержат сигнальные и опорные датчики температуры и влажности, измерительные преобразователи, мультиплексоры со следующими соединениями: первая управляющая шина с выхода микроконтроллера соединена с управляющим входом первого мультиплексора, первый выход которого соединен с первым входом первого измерительного преобразователя, первый вход первого мультиплексора через резистивный датчик температуры (или влажности) соединен со вторым входом первого мультиплексора и выходом опорного высокоточного резистора, вход которого соединен со вторым выходом первого измерительного преобразователя, первый выход которого первой сигнальной шиной соединен с первым сигнальным входом микроконтроллера; вторая управляющая шина с выхода микроконтроллера соединена с управляющим входом второго мультиплексора, первый выход которого соединен с первым входом второго измерительного преобразователя, первый вход второго мультиплексора через конденсаторный датчик влажности (или температуры) соединен со вторым входом второго мультиплексора и выходом опорного высокоточного конденсатора, вход которого соединен со вторым выходом второго измерительного преобразователя, первый выход которого второй сигнальной шиной соединен со вторым сигнальным входом микроконтроллера; третий канал содержит датчики влажности (или давления, или температуры), масштабирующие усилители и третий мультиплексор со следующими соединениями: выходы соответствующих датчиков через масштабирующие усилители и третий мультиплексор соединены с АЦП микроконтроллера третьей сигнальной шиной; третья управляющая шина микроконтроллера соединена с управляющим входом третьего мультиплексора; причем указанные датчики имеют выходные сигналы в виде напряжения постоянного тока; микроконтроллер вырабатывает суперирующие импульсы, поступающие на вход управления СПП; период частотной или фазовой манипуляции суперирующих импульсов содержит телеметрическую информацию о метеопараметрах атмосферы; длительность импульсов манипуляции частоты или фазы суперирующих импульсов содержит информацию о каналах температуры, влажности или давления; микроконтроллер вырабатывает суперирующие импульсы, поступающие на вход управления СПП, частотная или фазовая манипуляция которых осуществляется телеметрическими сигналами, преобразованными в цифровой бинарный код; микроконтроллер соединен по последовательному интерфейсу с пультом настройки, программирования и проверки радиозонда.

На фиг.1-4 изображены временные диаграммы, поясняющие работу цифрового радиозонда и варианты структурных электрических схем.

На фиг.1 изображен полный временной цикл Т_ц, включающий временные канальные интервалы Т _к работы радиозонда.

На фиг.2 изображены временные диаграммы следующих сигналов:

- U _к - временная диаграмма управляющего напряжения циклом работы радиозонда: «интервал передачи частоты опорного канала - Т_оп», «интервал передачи частоты канала температуры - T_t", «интервал передачи частоты канала влажности - Т_вл" и т.д.;

- U_ип - временная диаграмма выходного напряжения измерительного преобразователя радиозонда при интервалах опорного и температурного каналов;

- F_c - временная диаграмма манипуляции (импульсной девиации F_c) поднесущей (суперирующей) частоты сигнала на выходе МК в соответствии с интервалами работы ИП радиозонда;

- Ф_с - временная диаграмма манипуляции фазы (импульсной девиации Ф_c) поднесущей (суперирующей) частоты сигнала на выходе МК в соответствии с интервалами работы ИП радиозонда.

На фиг.3 изображена структурная схема цифрового радиозонда (АРЗ), на фиг.4 - структурная схема цифрового блока телеметрии АРЗ на которых показано: 1, 2 и 3 - первый, второй и третий каналы измерения метеовеличин (метеопараметров), 4 - микроконтроллер (МК), 5 - кварцевый резонатор, 6 - сверхрегенеративный приемопередатчик (СПП), А - приемопередающая антенна АРЗ, RS-232 - канал последовательного интерфейса, 7 - резистивный датчик температуры (ДР), 8 - опорный высокоточный резистор (ДР_оп), 9 - первый мультиплексор (МХ-1), 10 - первый измерительный преобразователь (ИП-1), 11 - емкостной датчик влажности (ДС), 12 - опорный высокоточный конденсатор (ДС_оп), 13 - второй мультиплексор (МХ-2), 14 - второй измерительный преобразователь (ИП-2), 15,16 - датчики напряжения, давления, влажности (ДН), 17, 18 - масштабирующие усилители (МУ), 19 - третий мультиплексор (МХ-3), 20 - АЦП (входит в состав МК), 21 - цифровое программируемое устройство (ЦПУ входит в состав МК), первая, вторая и третья управляющие шины, первая, вторая и третья сигнальные шины.

На фиг.4 условно не показаны КР-5, СПП-6, шина последовательного интерфейса RS-232 и антенна - А, а на фиг.3 и 4 условно не показаны источник питания и шины питания.

Указанные узлы и блоки могут быть выполнены на следующих элементах: датчики метеовелечин 1, 2 могут быть выполнены, например, по патентам РФ 2162238, 2162239, 2242752; опорный резистор 3 может быть применен типа С2-29В, см. РЕЗИСТОРЫ. Справочник / Андреев Ю.Н. и др. - М.: Энергоиздат, 1981. С.102-107.; опорный конденсатор может быть применен типа....; коммутаторы 4, 10 могут быть выполнены на ИМС 561КП, см. КАТАЛОГ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ИМС, М.: ЦКБ, 1983, стр.78; измерительный преобразователь 5 может быть реализован по патенту 53462; датчики метеовеличин 6,7 могут быть применены типа HIН 4000, см. КАТАЛОГ фирмы Honeywell, 2005 г; масштабирующие усилители 8, 9 могут быть выполнены, например, на операционных усилителях типа 1401УД6, см. КАТАЛОГ ИНТЕГРАЛЬНЫХ ИМС, М, ЦКБ, 1985, стр.128; аналогоцифровой преобразователь 11 может быть выполнен на микросхемах типа МСР3551, см. ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ. 12, 2005, С.100; микроконтроллер - 4, например, фирмы NXP семейства LPC17XX/LPC13XX на базе ядра «COR-ТЕХ-М», см. WWW.RU.NXP; кварцевый резонатор 13 может быть применен, например, типа КР-24, см. ПОЛУПРОВОДНИКОВАЯ СХЕМОТЕХНИКА, У.Титце, К.Шенк, М, МИР, 1982, стр.300-301; приемопередатчик 6 может быть выполнен на основе патентов РФ 2172965, 2214614, патентов на полезные модели 50682, 49283, 56001,

Цифровой АРЗ (структурная схема изображена на фиг.3) работает следующим образом. Генератор тактовой частоты МК-4 построен на основе кварцевого резонатора КР-5. Программно МК-4 задает временной цикл работы радиозонда Т_ц состоящий из ряда интервалов Т_к. Этот цикл изображен на фиг.1.

В течение одного канального интервала Т_к1-5 сек осуществляется измерение, кодирование и передача телеметрической информации об одном метеорологическом параметре на станцию слежения. В течение следующего канального интервала процедура повторяется для другого метеорологического параметра. Таким способом осуществляется временной метод разделения каналов телеметрической информации.

Измерение метеопараметров в первом измерительном канале происходит следующим образом. Для этого МК-4 вырабатывает сигналы, поступающие по первой управляющей шине на вход мультиплексора МХ-1, который последовательно подключает опорный резистор R_оп - 8 и резистивный датчик метеорологических величин ДР-1 к входу ИП-1. Опорный канал вводится с целью калибровки ИП для повышения точности преобразования метеорологической информации в телеметрический сигнал. Период опорного канала Т_оп и длительность его импульсов _оп практически не изменяются под действием дестабилизирующих факторов. Информация о метеорологических величинах заключается в периоде Т_i телеметрических импульсов генерируемых ИП-1. МК-4 измеряет длительность периода импульсов Т_i и вырабатывает телеметрический сигнал с периодом равным Т _i и определенной длительностью импульсов _i характерной для данного интервала работы радиозонда. Эта последовательность телеметрических импульсов поступает на программный блок формирования поднесущей частоты (F_c =800 кГц, период равен T_c1,25 мкс) МК-4 в котором осуществляется частотная или фазовая манипуляция (ЧИМ, ФИМ), формирование последовательности видеоимпульсов поднесущей (суперирующей) частоты с девиацией F_c±15 кГц (или Ф_c±180°). Далее видеоимпульсы длительностью _с0,65 мкс поступают на вход СПП-6, модулируют амплитуду СВЧ сигнала (несущая частота f_cпп=1680±10 мГц), который излучается с помощью антенны А в пространство. Расшифровка телеметрической информации в наземной РЛС сопровождения осуществляется по данным предварительной калибровки датчиков и ИП АРЗ путем вычисления отношения измеренных радиозондом длительности периода опорного сигнала к длительности периодов телеметрических сигналов: . По известной величине длительности телеметрических импульсов _i в наземной РЛС автоматически осуществляется определение интервала работы радиозонда и вида принимаемого метеорологического параметра. Важно подчеркнуть, что длительность опорного и телеметрических сигналов с высокой точностью сохраняют свое значение (не изменяются) в течение одного цикла передачи информации. Это существенно облегчает прием и обработку телеметрической информации в приемном устройстве РЛС, повышает потенциал СР.

Измерение во втором канале происходит аналогично работе первого телеметрического канала. В течение следующего канального интервала Т_к5 сек осуществляется измерение, кодирование и передача телеметрической информации о другом метеорологическом параметре с помощью емкостного датчика ДС-11.

Измерение в третьем канале происходит иначе. Подключение к МК-4 аналоговых датчиков метеорологических параметров ДН-1, ДН-2 с выходным сигналом в виде напряжения осуществляется особо. В соответствии с циклом работы радиозонда МК-4 вырабатывает сигнал, поступающий по третьей управляющей шине на вход МХ-3. При этом сигнал от соответствующих датчиков ДН-15, ДН-16 через МУ-17, МУ-18 и MX-19 поступает на АЦП-20 и далее на вход ЦПУ-21. В памяти МК-4 содержится математическая модель датчиков ДН-15, ДН-16, с помощью которой осуществляется преобразование цифровой информации в телеметрический сигнал в виде последовательности импульсов соответствующей длительности _i и периода Т_i нормированного с длительностью опорного периода Т_оп ИП. Далее преобразование и передача телеметрической информации осуществляется также как, и в первом и втором каналах.

Для обеспечения необходимой точности преобразования телеметрической информации, времени циклов работы радиозонда, стабилизации суперирующей (поднесущей) частоты СПП и величины ее модуляции, синхронизации сигналов, вырабатываемых МК-4, используется кварцевый резонатор КР-5 с высокой резонансной частотой. Применение кварцевого резонатора обеспечивает необходимую точность генерации тактовой частоты работы МК-4 и, в конечном счете, существенное повышение качества приема сигнала радиозонда и точности обработки телеметрической информации наземной РЛС.

При использовании процессора МК-4 с высокой тактовой частотой применяется программная реализация всех необходимых функций для работы радиозонда. Это дает возможность модернизации, введению новых функций в процессе производства и эксплуатации радиозонда. Поэтому новые модели АРЗ могут модернизироваться путем только доработки программного обеспечения. Программирование МК, ввод-вывод технологической информации при производстве и эксплуатации АРЗ осуществляется по последовательному интерфейсу, например, типа RS-232.

Применение МК в аэрологическом радиозонде позволяет осуществить современные более эффективные методы модуляции параметров поднесущей частоты, например, - бинарную фазовую импульсную модуляцию (ФИМ) суперирующей частоты (BPSK). Это стало возможным за счет применения высокостабильного кварцевого опорного генератора для формирования суперирующей частоты СПП радиозонда. Осуществление ФИМ суперирующей частоты с помощью МК осуществляется программно. В этом случае прием и демодуляция телеметрического сигнала наземной РЛС намного упрощается т.к. опорный сигнал необходимый для нормальной работы фазового детектора в канале телеметрии приемного устройства РЛС достаточно просто синхронизируется при стабильной частоте суперирующих импульсов. Частота телеметрического сигнала радиозонда находится в пределах 12-710 Гц. При использовании ЧИМ суперирующей частоты телеметрическим сигналом полоса суперирующего сигнала расширяется до 50 кГц. Применение ФИМ позволяет повысить потенциал телеметрического канала системы радиозондирования (СР) в сравнении с ЧМ на 8-10 дБ за счет уменьшения полосы суперирующей частоты с 50 кГц практически до 4-5 кГц.

Дальнейшее повышение потенциала телеметрического канала СР возможно путем применения более сложных методов кодирования телеметрической информации и модуляции поднесущей частоты методами GFSK, GPSK.

Таким образом, применение МК в аэрологическом радиозонде позволяет значительно повысить потенциал телеметрического канала СР, а именно:

- получить стабильное значение поднесущей (суперирующей) частоты сверхрегенеративного приемопередатчика радиозонда;

- обеспечить стабильную девиацию поднесущей частоты;

- реализовать более эффективный метод бинарной фазовой модуляции BPSK;

- реализовать более сложные методы модуляции поднесущей частоты;

- обеспечить стабильное значение длительности импульсов телеметрической информации;

- обеспечить стабильное значение периода телеметрической информации в течение одного цикла передачи;

- реализовать запись и хранение индивидуальных параметров радиозонда (номер АРЗ, коэффициенты синхронизирующих функций и т.д.);

- добиться существенного снижения ГМХ;

- возможность программирования, а также изменение выполняемых функций непосредственно в готовой печатной плате или в самом АРЗ путем использованием шины последовательного интерфейса RS-232.

Использование МК позволяет существенно упростить конструкции АРЗ, снизить ГМХ, упростить технологию производства и эксплуатации.

1. Цифровой радиозонд, содержащий сверхрегенеративный приемопередатчик с приемопередающей антенной радиозонда, микроконтроллер с цифровым программируемым устройством и аналого-цифровым преобразователем, кварцевый резонатор, выходы двух метеопараметров окружающей среды, входную/выходную шину последовательного интерфейса, первый и третий каналы измерения метеопараметров, отличающийся тем, что введен второй канал измерения метеопараметров, а радиозонд имеет следующие соединения: микроконтроллер первой, второй и третьей управляющими шинами соединен с управляющими входами первого, второго и третьего каналов соответственно, выходы которых первой, второй и третьей сигнальными шинами соединены с сигнальными входами микроконтроллера; выходы датчиков телеметрической информации о метеорологических параметрах окружающей среды соединены с информационными входами первого, второго и третьего каналов измерения метеопараметров; микроконтроллер имеет вход от кварцевого резонатора, а выход через сверхрегенеративный приемник соединен с приемопередающей антенной радиозонда.

2. Цифровой радиозонд по п.1, отличающийся тем, что первый и второй каналы измерения метеопараметров содержат сигнальные и опорные датчики температуры и влажности, измерительные преобразователи, мультиплексоры со следующими соединениями: первая управляющая шина с выхода микроконтроллера соединена с управляющим входом первого мультиплексора, первый выход которого соединен с первым входом первого измерительного преобразователя, первый вход первого мультиплексора через резистивный датчик температуры или влажности соединен со вторым входом первого мультиплексора и выходом опорного высокоточного резистора, вход которого соединен со вторым выходом первого измерительного преобразователя, первый выход которого первой сигнальной шиной соединен с первым сигнальным входом микроконтроллера; вторая управляющая шина с выхода микроконтроллера соединена с управляющим входом второго мультиплексора, первый выход которого соединен с первым входом второго измерительного преобразователя, первый вход второго мультиплексора через емкостной датчик влажности или температуры соединен со вторым входом второго мультиплексора и выходом опорного высокоточного конденсатора, вход которого соединен со вторым выходом второго измерительного преобразователя, первый выход которого второй сигнальной шиной соединен со вторым сигнальным входом микроконтроллера; третий канал содержит датчики влажности или давления, или температуры, масштабирующие усилители и третий мультиплексор со следующими соединениями: выходы соответствующих датчиков через масштабирующие усилители и третий мультиплексор соединены с аналого-цифровым преобразователем микроконтроллера третьей сигнальной шиной; третья управляющая шина микроконтроллера соединена с управляющим входом третьего мультиплексора; причем указанные датчики имеют выходные сигналы в виде напряжения постоянного тока.

3. Цифровой радиозонд по п.1, отличающийся тем, что микроконтроллер вырабатывает суперирующие импульсы, поступающие на вход управления сверхрегенеративного приемопередатчика, при этом период частотной или фазовой манипуляции суперирующих импульсов содержит телеметрическую информацию о метеопараметрах атмосферы, а длительность импульсов манипуляции частоты или фазы суперирующих импульсов содержит информацию о каналах измерения метеопараметров: температуры, влажности или давления; частотная или фазовая манипуляция суперирующих импульсов осуществляется телеметрическими сигналами, преобразованными в цифровой бинарный код.