Система сбора и обработки информации для обнаружения и распознавания источников электромагнитного излучения

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована для определения местоположения априорно неизвестных источников радиоизлучения. Техническим результатом является повышение достоверности обнаружения и идентификации источников электромагнитного излучения (ЭМИ) за счет фазовой пеленгации принимаемых сигналов. Устройство состоит из преобразователя 1 магнитной составляющей ЭМИ по ортам X/Y/Z, блока обработки сигналов 3, GPS-приемник 6, персональный компьютер 8. В устройство введены преобразователь частоты 2, опорный генератор 4, блок внешней синхронизации 5. На один из входов блока внешней синхронизации подается сигнал от внешнего высокостабильного генератора системы единого времени, а другой вход подключен к выходу опорного генератора, на вход которого подается сигнал от блока внешней синхронизации. 1 н.п.ф., 1 ил.

Полезная модель относится к радиотехнике, а именно к устройствам определения местоположения источников электромагнитного излучения, и может быть использована в системах геомониторинга электромагнитного излучения в атмосфере и анализа его воздействия на ионосферу.

Известные способы и устройства обнаружения и определения источника электромагнитного излучения тем или иным путем решают задачу повышения точности определения местоположения (координат, дальности, направление излучения) источников, что является важнейшей характеристикой таких измерений. Среди них патенты US 5719584, 2118836, 2340910, 2688892 и др.

В качестве прототипа принято устройство, реализующее способ обнаружения и распознавания источников электромагнитного излучения (ЭМИ) по патенту на изобретение RU 2439603, обеспечивающее работу в составе информационной сети разнородных (по параметрам обнаруженных источников, например вибрации, давления, температуры и т.д.) систем и однородных систем, но разнесенных в пространстве.

Недостатком таких устройств является отсутствие фазовой синхронизации входных аналоговых сигналов в радиоприемных устройствах системы для определения задержки прихода сигналов и реализации фазового метода пеленгации, что ограничивает не только его функциональные возможности, но и функциональные возможности информационной сети, объединяющей несколько систем (комплексов).

Технической задачей предлагаемого устройства обнаружения и распознавания источников электромагнитного излучения является расширение его функциональных возможностей за счет обеспечения фазовой синхронизации и на ее основе пеленгации принимаемых сигналов.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в устройство обнаружения и распознавания источников электромагнитного излучения, содержащее преобразователь магнитной составляющей излучения по ортам X/Y/Z в высокочастотном (ВЧ) диапазоне, блок обработки сигналов, GPS-приемник для координатно-временной привязки сигналов, подключенный к входу блока обработки сигналов, соединенный через блок сопряжения с персональным компьютером, выход которого является выходом устройства, дополнительно введены преобразователь частоты, включенный между преобразователем магнитной составляющей излучения и блоком обработки сигнала, блок внешней синхронизации и опорный генератор, выход которого соединен с входом опорной частоты преобразователя частоты и одним из входов блока внешней синхронизации, другой вход которого является входом сигнала от внешнего высокостабильного генератора системы единого времени, а выход блока внешней синхронизации подключен к входу опорного генератора.

На рисунке приведена структурная схема устройства, состоящего из преобразователя магнитного поля 1 (магнитную трехкоординатную антенну) для измерения в диапазоне 2-50 МГц, с трех каналов которой сигналы поступают на преобразователь частоты 2, включенный между преобразователем магнитной составляющей электромагнитного поля 1 и блоком обработки сигналов 3. Вход опорной частоты преобразователя частоты 2 соединен с выходом опорного генератора 4, вход которого подключен к выходу блока внешней синхронизации 5, один из входов которого является входом сигнала от внешнего высокостабильного генератора системы единого времени (в качестве которого используется, например, наземный водородный стандарт частоты), а другой вход блока внешней синхронизации 5 подключен к выходу опорного генератора 4. GPS-приемник 6 подключен к соответствующему входу блока обработки сигналов 3, соединенный волоконно-оптической линией связи (ВОЛС) через блок сопряжения 7 с персональным компьютером 8.

Работа устройства заключается в следующем.

Прием сигналов осуществляется магнитным преобразователем (антенной) 1, имеющим три независимых идентичных канала приема магнитной составляющей электромагнитного поля по ортам X/Y/Z.

Сигналы ВЧ диапазона поступают на преобразователь частоты 2, который обеспечивает преобразование входного сигнала в диапазоне частот 1,850 МГц в сигнал промежуточной частоты 1,25 МГц, получаемый в смесителе от опорного генератора 4, в качестве которого используется кварцевый генератор. Система фазовой автоматической подстройки частоты, входящая в состав блока внешней синхронизации 5, подстраивает частоту опорного генератора 4 до номинального значения частоты сигнала от внешнего стандарта частоты (КВГ).

После преобразователя частоты 2 сигналы поступают в модуль предварительных усилителей блока обработки сигналов 3, где широкополосный усилитель с программируемым коэффициентом усиления и высоким подавлением синфазной помехи, а также НЧ-фильтр приводят сигналы к требуемому уровню. Далее сигналы в блоке обработке 3 поступают на аналого-цифровые преобразователи и в центральный процессор предварительной обработки сигналов.

Мультиплексированный сигнал по шине данных передается в контроллер оптического приемо-передатчика и через ВОЛС на блок сопряжения 7, где производится преобразование оптического сигнала в электрический сигнал (протокола Ethernet), поступающий на персональный компьютер 8.

Отработанные таким образом сигналы несут информацию о задержке прихода сигналов в каналах X/Y/Z относительно друг друга и, соответственно, относительном положении источников электромагнитного излучения. Привязка цифровых отсчетов сигналов к абсолютному времени и местоположению (широта, долгота, время, дата) осуществляется посредством приемника GPS 6.

Таким образом, в дополнение к координатно-временной привязке сигналов с помощью GPS-приемников, вводится фазовая пеленгация сигналов для определения положения источников ЭМИ в составе сети разнородных и в составе сети однородных, но пространственно разнесенных, источников электромагнитного излучения.

Устройство обнаружения и распознавания источников электромагнитного излучения, содержащее преобразователь магнитной составляющей излучения по ортам X/Y/Z в высокочастотном диапазоне, блок обработки сигналов, GPS-приемник для координатно-временной привязки сигналов, подключенный к входу блока обработки сигналов, соединенный через блок сопряжения с персональным компьютером, выход которого является выходом устройства, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит преобразователь частоты, включенный между преобразователем магнитной составляющей излучения и блоком обработки сигналов, блок внешней синхронизации и опорный генератор, выход которого соединен с входом опорной частоты преобразователя частоты и одним из входов блока внешней синхронизации, другой вход которого является входом сигнала от внешнего высокостабильного генератора системы единого времени, а выход блока внешней синхронизации подключен к входу опорного генератора.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх