Устройство позиционирования аномалий морского волнения

Устройство позиционирования аномалий морского волнения относится к радиолокации. Сущность полезной модели заключается в том, что выполненное определенным образом устройство позиционирования аномалий морского волнения в совокупности с остальными элементами заявленного устройства, обеспечивает возможность получения информации о факте наличия и определение местоположения источника возникновения аномалий на поверхности морского волнения. Достигаемым техническим результатом заявленной полезной модели является повышение вероятности обнаружения и надежности сопровождения обнаруженных малозаметных целей на фоне мешающих переотражений от взволнованной морской поверхности. Заявленное устройство обеспечивает возможность обработки информации в реальном масштабе времени, что существенным образом сокращает временные затраты на идентификацию обнаруженных малозаметных целей на фоне взволнованной морской поверхности. 1 н.з. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к радиолокации, а именно к устройствам для обнаружения цели с использованием отражения электромагнитных волн и может быть применена для определения местоположения воздушных, подводных и надводных объектов, а также для океанографических исследований.

Известно «Устройство для измерения характеристик поверхностного волнения», наиболее близкое по технической сущности заявляемой полезной модели и выбранное в качестве прототипа. Устройство содержит антенну, поворотное устройство антенны, датчик углового положения антенны, приемопередатчик, соединенный с антенной, синхронизатор, блок формирования стробирующих импульсов, интегратор и регистратор. Выход синхронизатора параллельно соединен с соответствующими входами приемопередатчика и блока формирования стробирующих импульсов. Кроме того в устройство входят: электронный ключ устройства, блок выделения заднего фронта, делитель частоты, многоканальный накопитель, две линии задержки, анализатор, блок азимутальной селекции, содержащий N каналов азимута, каждый из которых содержит последовательно соединенные между собой источник постоянного напряжения, компаратор, генератор импульсов, элемент И, счетчик, а также электронный ключ, управляющий вход которого соединен с выходом элемента И. Информационные входы электронных ключей всех каналов объединены и соединены с выходом интегратора, а выход каждого электронного ключа соединен с соответствующим входом многоканального накопителя. Блок азимутальной селекции содержит также элемент ИЛИ, у которого N входов соединены с соответствующими выходами счетчиков каналов азимута. Вход сброса каждого счетчика соединен с выходом соответствующего генератора импульсов последующего канала. Выход элемента ИЛИ

соединен с управляющим входом N+1-го электронного ключа блока азимутальной селекции, информационный вход которого, являющийся входом блока азимутальной селекции, подключен к выходу блока выделения заднего фронта, а выход этого ключа подключен к объединенным вторым входам элементов И всех каналов. Выход генератора импульсов N-го канала, являющийся выходом блока азимутальной селекции, соединен с входом делителя частоты, а объединенные вторые входы компараторов всех каналов блока азимутальной селекции соединены с датчиком углового положения антенны. При этом электронный ключ устройства включен между выходом приемопередатчика и входом интегратора, а его управляющий вход соединен с блоком формирования стробирующих импульсов, который через блок выделения заднего фронта и первую линию задержки соединен с входом сброса интегратора. Кроме того выход делителя частоты соединен параллельно с управляющими входами анализатора и регистратора непосредственно, а через вторую линию задержки соединен с входом сброса многоканального накопителя, каждый выход которого подключен к соответствующему входу анализатора, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами регистратора. (Патент 2018873 Российская федерация, МПК⁵ G01S 13/95. Устройство для измерения характеристик поверхностного волнения / Ушаков И.Е., заявитель Институт экологических проблем Севера Уральского отделения РАН, патентообладатель И.Е.Ушаков. - №4881265/09; заявл. 11.11.1990; опубл. 30.08.1994.)

Известное устройство позволяет измерять высоту волн, генеральное направление их распространения и групповую структуру волн.

Однако известное устройство может быть применено только в радиоокеанографии для неконтактных измерений характеристик поверхностного волнения радиолокационными средствами. Реализация прототипа позволяет измерять высоту волн, генеральное направление их распространения и групповую структуру волн, но только по результатам дальнейшей трудоемкой обработки с помощью специализированных ЦВМ данных, зафиксированных на регистраторе.

Это делает прототип непригодным для обнаружения скоростных объектов. К тому же известное устройство не позволяет определять дальность до обнаруженной аномалии на поверхности морских волн. Эти недостатки не позволяют использовать известное устройство для оперативного (в реальном масштабе времени) определения местоположения объектов по обнаружению и определению координат аномалий, возникающих на поверхности волнения вследствие воздействия искомого объекта на его структуру

Недостатки, присущие прототипу, устранены предлагаемой полезной моделью: «Устройство позиционирования аномалий морского волнения», технической задачей, которой является создание нового устройства для определения местоположения источника возникновения аномалий на поверхности морского волнения, путем обнаружения аномалий и определения направления и расстояния до них.

Реализация указанной технической задачи предлагаемой полезной моделью позволяет достичь следующий технический результат, являющийся суммой полученных технических эффектов:

- многоканальный накопитель соединен с анализатором с возможностью выявления минимума мощности отраженного сигнала, что позволяет выявлять не направление на максимум энергии отраженного сигнала и по нему судить о генеральном направлении распространения волн как в прототипе, а по минимуму отраженного сигнала определять направление на область с отрицательной контрастностью (аномалию);

- в качестве регистратора использовано устройство отображения, подключенное к выходам анализатора по азимуту через цифровую вычислительную машину вторичной обработки вместо регистратора на бумажных носителях информации, использованного в прототипе, что позволило производить оперативную (в реальном масштабе времени) идентификацию наблюдаемого радиолокационной станцией объекта и вызванной его присутствием аномалии на поверхности морского волнения, что в свою очередь существенно повысило вероятность обнаружения и надежность сопровождения объекта;

- применение цифровой вычислительной машины вторичной обработки радиолокационной информации, входы которой по дальности соединены с блоком обзора по дальности, позволило производить оперативную (в реальном масштабе времени) обработку координат обнаруженных аномалий на поверхности морского волнения и повысило надежность сопровождения обнаруженного объекта;

- включение в схему прототипа блока обзора по дальности, в котором синхроимпульсы от РЛС коммутированы 1-м переключателем блока обзора по дальности на 12-тиразрядный счетчик или 3-ю линию задержки, придало устройству дополнительную функцию определения дальности до аномалии на поверхности волн, а также повысило надежность автоматического сопровождения малозаметных целей по координатам аномалий на поверхности морского волнения, вызванных присутствием этих целей;

- 3-я линия задержки в блоке обзора по дальности, выходы которой соединены 1-м переключателем блока обзора по дальности с дешифратором, задерживает импульсы синхронизации РЛС с частотой посылок станции в зависимости от положения переключателя П₁ на время 0,3...8,4 мкс, что позволяет определять и оперативно устанавливать, изменяя положение переключателя, ближнюю границу обследуемого участка моря (0,9...2,52 км) в зависимости от тактической ситуации;

- отводы 3-й линии задержки поочередно подключаются ко входу дешифратора, а на второй вход дешифратора поступают управляющие сигналы с 6-тиразрядного счетчика (количество отводов дешифратора определяется разрядностью (2⁶=64) счетчика), в результате чего стробы дальности последовательно перемещаются на 15 м;

- благодаря наличию в схеме блока обзора по дальности 3-го переключателя, установленного таким образом, что первый же импульс с выбранного отвода 3-й линии задержки одновременно через усилитель поступает на установочные входы 12-тиразрядного и 6-тиразрядного счетчиков и переводит их в исходное положение для начала нового цикла сканирования, появилась

возможность оперативно, в зависимости от ситуации, изменять максимальную дальность обследуемого участка морской поверхности;

- делителем частоты на базе 12-тиразрядного счетчика и 4-го переключателя вырабатываются метки дальности для нумерации положения строба в процессе его перемещения в течение цикла сканирования, необходимые для определения элементов движения объекта в цифровой вычислительной машине вторичной обработки радиолокационной информации.

Для достижения указанного технического результата предложено «Устройство позиционирования аномалий морского волнения», содержащее антенну, поворотное устройство антенны, датчик углового положения антенны, приемо-передатчик, соединенный с антенной, синхронизатор, блок формирования стробирующих импульсов, интегратор и регистратор. Выход синхронизатора параллельно соединен с соответствующими входами приемопередатчика и блока формирования стробирующих импульсов. Кроме того, в устройство входит электронный ключ устройства, блок выделения заднего фронта, делитель частоты, многоканальный накопитель, две линии задержки, анализатор, блок азимутальной селекции. Этот блок содержит N каналов азимута, каждый из которых содержит последовательно соединенные между собой источник постоянного напряжения, компаратор, генератор импульсов, элемент И, счетчик, а также электронный ключ, управляющий вход которого соединен с выходом элемента И. Информационные входы электронных ключей всех каналов объединены и соединены с выходом интегратора, а выход каждого электронного ключа соединен с соответствующим входом многоканального накопителя. В блок азимутальной селекции также входит элемент ИЛИ, у которого N входов соединены с соответствующими выходами счетчиков каналов азимута. Вход сброса каждого счетчика соединен с выходом соответствующего генератора импульсов последующего канала. Выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом N+1-го электронного ключа блока азимутальной селекции, информационный вход которого, являющийся входом блока азимутальной селекции, подключен к выходу блока выделения

заднего фронта. Выход этого ключа подключен к объединенным вторым входам элементов И всех каналов. Выход генератора импульсов N-го канала являющийся выходом блока азимутальной селекции, соединен с входом делителя частоты, а объединенные вторые входы компараторов всех каналов блока азимутальной селекции соединены с датчиком углового положения антенны. При этом электронный ключ устройства включен между выходом приемопередатчика и входом интегратора, а его управляющий вход соединен с блоком формирования стробирующих импульсов, который через блок выделения заднего фронта и первую линию задержки соединен с входом сброса интегратора. Кроме того, выход делителя частоты соединен параллельно с управляющими входами анализатора и регистратора непосредственно, а через вторую линию задержки соединен с входом сброса многоканального накопителя, каждый выход которого подключен к соответствующему входу анализатора.

Отличием предлагаемого устройства от прототипа является то, что в полезной модели многоканальный накопитель соединен с анализатором с возможностью выявления минимума мощности отраженного сигнала, а в качестве регистратора использовано устройство отображения, подключенное к выходам анализатора по азимуту через цифровую вычислительную машину вторичной обработки радиолокационной информации (ЦВМ-ВО). У ЦВМ-ВО отводы по дальности соединены с блоком обзора по дальности, в котором синхроимпульсы от РЛС коммутированы четвертым переключателем блока обзора по дальности на 12-тиразрядный счетчик или 3-ю линию задержки. Выходы 3-й линии задержки соединены 1-м переключателем блока обзора по дальности с дешифратором, на второй вход которого поступают управляющие сигналы с 6-тиразрядного счетчика. Выходы дешифратора поочередно через 2-й переключатель блока обзора по дальности и усилитель параллельно соединены с 6-тиразрядным и 12-тиразрядным счетчиками.

Дополнительным отличием заявленной полезной модели от прототипа являются то, что входы по дальности цифровой вычислительной машины

вторичной обработки радиолокационной информации соединены с соответствующими выходами блока обзора по дальности с возможностью трассирования цели по информации о дальности до аномалии морского волнения.

Другим дополнительным отличием является то, что поочередным соединением отводов 3-й линии задержки с дешифратором посредством 1-го переключателя реализована возможность устанавливать положение ближней границы обследуемого участка моря, а выходы дешифратора поочередно, по управляющим сигналам от 6-тиразрядного счетчика, подключены параллельно 2-м переключателем блока обзора по дальности через усилитель ко входам 6-тиразрядного и 12-тиразрядного счетчиков с возможностью перемещения стробов последовательно на 15 метров по дальности.

К дополнительным отличиям заявленной полезной модели от прототипа относится и то, что 12-тиразрядный счетчик и 3-й переключатель блока обзора по дальности образуют делитель частоты импульсов от блока синхронизации или 427 Гц, установленных положением 4-го переключателя блока обзора по дальности с возможностью перемещения меток дальности по экрану устройства отображения и нумерации их в цифровой вычислительной машине вторичной обработки радиолокационной информации.

Кроме того, дополнительным отличием является то, что оба выхода анализатора по азимуту подключены к соответствующим входам цифровой вычислительной машины вторичной обработки с возможностью трассирования цели по информации о направлении на аномалию морского волнения, а выбор положения первого переключателя блока обзора по дальности определяет порядок подачи импульса с выбранного отвода 3-й линии задержки параллельно через усилитель на управляющие входы 12-тиразрядного и 6-тиразрядного счетчиков с возможностью установки этих счетчиков в исходное состояние до начала нового цикла сканирования по дальности.

Полученная с помощью таких преобразований координатная информация, обрабатывается в дополнительно введенной в схему устройства цифровой вычислительной машине вторичной обработки радиолокационной информации,

чем решается задача повышения надежности автоматического сопровождения обнаруженных объектов по координатам самого объекта и аномалии на поверхности морского волнения, возникающей вследствие воздействия этого объекта на мелкоструктурные составляющие волнения.

Такое взаимное расположение конструктивных элементов и их взаимосвязь, использованные в заявленной полезной модели, необходимы для достижения существенного сокращения временных затрат на идентификацию обнаруженного объекта и вызванной его присутствием аномалии на поверхности морских волн.

Именно наличие в заявленной полезной модели отличительных и дополнительных отличительных от прототипа признаков позволяет при ее реализации определить не только параметры поверхностного волнения, но еще азимут и расстояние до искомого объекта (дистанцию) и аномалии на поверхности морских волн, вызванной присутствием объекта, т.е. определить местоположения источника аномалии на поверхности морского волнения, повысить дальность обнаружения объекта и снизить временные затраты на идентификацию объектов, обеспечивая индикацию на экране РЛС объекта и вызванной его присутствием аномалии на поверхности волнения, а также сопровождение объекта в практически реальном масштабе времени.

Сущность полезной модели поясняется чертежами: фиг.1 Устройство позиционирования аномалий морского волнения. Функциональная схема, фиг.2 Устройство позиционирования аномалий морского волнения. N-канальный блок азимутальной селекции. Функциональная схема (укрупненно), фиг.3 Устройство позиционирования аномалий морского волнения. Блок обзора по дальности Функциональная схема (укрупненно).

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства позиционирования аномалий морского волнения включающая:

I. Радиолокационная станция (РЛС):

1. Поворотное устройство антенны;

2. Антенна;

3. Приемопередатчик;

4. Синхронизатор;

5. Датчик углового положения антенны;

6. Электронный ключ устройства;

7. Блок формирования стробимпульсов;

8. Интегратор;

9. 1-я линия задержки;

10. Блок выделения заднего фронта;

11. N-канальный блок азимутальной селекции;

12. Делитель частоты;

13. Многоканальный накопитель;

14. 2-я линия задержки;

15. Анализатор;

16. Цифровая вычислительная машина вторичной обработки радиолокационной информации (ЦВМ-ВО);

25. Блок обзора по дальности;

26. Устройство отображения.

Приемопередатчик 3 (фиг.1) подключен к антенне 2 (фиг.1), выход синхронизатора 4 (фиг.1) соединен с выходом блока формирования стробирующих импульсов 7 (фиг.1) и с входом синхронизации приемопередатчика 3 (фиг.1). Электронный ключ 6 (фиг.1) включен между выходом приемопередатчика 3 (фиг.1) и входом интегратора 8 (фиг.1), а его управляющий вход соединен с выходом блока формирования стробирующих импульсов 7 (фиг.1) непосредственно и через блок выделения заднего фронта 10 (фиг.1) и 1-ю линию задержки 9 (фиг.1) - с входом сброса интегратора 8 (фиг.1). Выход делителя частоты 12 (фиг.1) соединен с управляющими входами анализатора 15 (фиг.1) и цифровой вычислительной машины вторичной обработки радиолокационной информации 16 (фиг.1) непосредственно, а через 2-ю линию задержки 14 (фиг.1) - с входом сброса многоканального накопителя 13 (фиг.1), каждый выход которого подключен к соответствующему входу анализатора

15 (фиг.1). Входы цифровой вычислительной машины вторичной обработки радиолокационной информации 16 (фиг.1) по азимуту соединены с соответствующими выходами анализатора 15 (фиг.1), а входы по дальности - с выходами блоком обзора по дальности 25 (фиг.1). Выход цифровой вычислительной машины вторичной обработки радиолокационной информации 16 (фиг.1) соединен с входом устройства отображения 26 (фиг.1).

На фиг.2 представлена функциональная схема N-канального блока азимутальной селекции (укрупненно), содержащая:

11. Блок азимутальной селекции, состоящий из N каналов, каждый из которых содержит:

17.1-17.N Источники постоянного напряжения от 1 до N;

18.1-18.N Компараторы от 1 до N;

19.1-19.N. Генераторы импульсов от 1 до N;

20.1-20.N. Элементы И от 1 до N;

21.1-21.N. Счетчики от 1 до N;

22.1-22.N Электронные ключи от 1 до N;

23. Элемент ИЛИ;

24. N+1-й электронный ключ.

В каждом канале блока азимутальной селекции 11 (фиг.1) соответствующие источники постоянного напряжения 17.1-17.N (фиг.2), компараторы 18.1-18.N (фиг.2), генераторы импульсов 19.1-19.N (фиг.2), элементы И 20.1-20.N (фиг.2) и счетчики 21.1-21.N (фиг.2) соединены последовательно. Управляющие входы электронных ключей 22.1-22.N (фиг.2) соединены с выходами соответствующих элементов И 20.1-20.N (фиг.2). Информационные входы электронных ключей 22.1-22.N (фиг.2) объединены и соединены с выходом интегратора 8 (фиг.1), а выходы электронных ключей 22.1-22.N (фиг.2) подключены к соответствующим входам многоканального накопителя 13 (фиг.1). Выход каждого программируемого счетчика 21.1-21.N (фиг.2) соединен с одним из входов элемента ИЛИ 23 (фиг.2), а сбрасывающий вход - с выходом генератора импульсов 19.1-19.N (фиг.2) последующего канала. Выход элемента ИЛИ 23 (фиг.2) соединен с

управляющим входом N+1-го электронного ключа 24 (фиг.2) блока азимутальной селекции, информационный вход которого подключен к выходу блока выделения заднего фронта 10 (фиг.1), а выход - к объединенным вторым входам элементов И 20.1-20.N (фиг.2). Выход генератора импульсов N-го канала 19.N (фиг.2) соединен с входом делителя частоты 12 (фиг.1), объединенные вторые входы компараторов 18.1-18.N (фиг.2) подключены к выходу датчика углового положения антенны 5 (фиг.1).

На фиг.3 представлена функциональная схема блока обзора по дальности (укрупнено), включающая:

27. 12-ти разрядный счетчик;

28. 6-ти разрядный счетчик;

29. Дешифратор;

30. 3-ю линию задержки,

П₁, П₂ , П₃, П₄ - 1-й, 2-й, 3-й и 4-й переключатели.

Для выработки меток дальности синхронизатор РЛС 4 (фиг.1) через 4-й переключатель П ₄ (фиг.3) соединен с 3-й линией задержки 30 (фиг.3), один из сорока двух отводов которой в зависимости от положения 1-го переключателя П₁ (фиг.1) поочередно коммутируется со входом дешифратора 29 (фиг.3). Второй вход дешифратора соединен с управляющим выходом 6-тиразрядного счетчика 28 (фиг.3). Сигналы с первого выхода дешифратора поступают прямо на вход цифровой вычислительной машины вторичной обработки радиолокационной информации 16 (фиг.1), а с остальных 63 выходов через 2-й переключатель П₂ (фиг.3) и усилитель, не обозначенный на фиг.3, поступают параллельно на входы 6-тиразрядного и 12-тиразрядного счетчиков (фиг.3) и переводят их в исходное положение для начала нового цикла сканирования. Метки дальности для цифровой вычислительной машины вторичной обработки радиолокационной информации 16 (фиг.1), нумерующие перемещение строба в течение цикла сканирования, вырабатываются делителем частоты, состоящим из 12-ти разрядного счетчика 27 (фиг.3) и 3-го переключателя П₃ (фиг.3).

Устройство работает следующим образом.

Видеосигнал с выхода приемопередатчика 3 (фиг.1) проходит через электронный ключ 6 (фиг.1) на интегратор 8 (фиг.1) только при наличии на управляющем входе электронного ключа 6 (фиг.1) разрешающего сигнала, поступающего в виде прямоугольного импульса с выхода блока формирования стробирующих импульсов 7 (фиг.1), который синхронизируется импульсами, поступающими от синхронизатора 4 (фиг.1) радиолокационной станции. Видеосигнал на выходе приемопередатчика 3 (фиг.1) представляет собой последовательность, состоящую из прямоугольного импульса, обусловленного просачиванием сигнала в приемный тракт РЛС при излучении зондирующего импульса, и сигнала сложной формы, обусловленного отражениями от морской поверхности. Время t_c задержки импульса на выходе блока формирования стробирующих импульсов 7 (фиг.1) относительно зондирующих импульсов должно быть _и<t_cи+t_М, где _и - длительность зондирующего импульса; t_м - время, соответствующее "мертвой зоне" после окончания зондирующего импульса. Блок выделения заднего фронта 10 (фиг.1) вырабатывает прямоугольный импульс длительностью ₁₀, передний фронт которого совпадает по времени с задним фронтом стробирующего импульса на выходе блока формирования стробирующих импульсов 7 (фиг.1). Этот импульс, задержанный на время t₉ в первой линии задержки 9 (фиг.1), устанавливает в исходное (нулевое) состояние интегратор 8 (фиг.1). Время задержки должно быть ₁₀t₉Т_n-(_c+t_зад+₁₀), где Т_n - период повторения зондирующих импульсов; _c - длительность стробирующих импульсов. Стробирующий импульс должен перекрывать всю область отражений от морской поверхности, следовательно, его длительность должна определяться из условия t_зад+_c2D_max/c, где D_max - максимальная дистанция от РЛС, с которой наблюдаются отражения от морской поверхности; с - скорость света. Дистанция D _max зависит от типа РЛС и высоты Н_A подъема антенны над уровнем моря. Так, например, для судовых навигационных РЛС

D_max 4 мили при Н_A=15-16 м и D_max 7 миль при н_A=30 м (см., например: Дремлюг В.В. Об определении некоторых элементов морских волн с помощью радиолокатора. - Труды Арктического и антарктического научно-исследовательского института, 1961, т.210, вып.1, с.135-138).

После интегрирования видеосигнала, обусловленного отражениями от морской поверхности, на выходе интегратора 8 (фиг.1) получается напряжение, соответствующее энергии W_ij, радиолокационных отражений от морской поверхности при 7-м зондировании в i-м азимутальном направлении, что справедливо для РЛС как с низкой, так и с высокой разрешающей способностью. За время t₉ осуществляется передача сигнала от интегратора 8 (фиг.1) через N-канальный блок азимутальной селекции 11 (фиг.1) в соответствующий азимутальный канал многоканального накопителя 13 (фиг.1). Сигнал с выхода датчика углового положения антенны 5 (фиг.1) поступает параллельно на соответствующие входы компараторов 18.1-18.N (фиг.2) всех N каналов блока азимутальной селекции 11 (фиг.1). На второй вход каждого из компараторов 18.1-18.N (фиг.2) подается от источников постоянного напряжения 17.1-17.N (фиг.2) сигнал, соответствующий определенному азимутальному направлению, при этом напряжение U_i на выходе источника постоянного напряжения 17i (фиг.2) должно соответствовать азимутальному направлению _i=(i-1)2/N. Количество каналов в блоке азимутальной селекции 11 (фиг.1) определяется из условия обеспечения требуемой точности, учитывая, что погрешность измерения генерального направления распространения волн определяется формулой =/N. Компараторы 18.1-18.N (фиг.2) вырабатывают сигналы только в моменты совпадения напряжений на двух входах. Эти сигналы запускают генераторы импульсов 19.1-19.N (фиг.2), вырабатывающие прямоугольные импульсы с одинаковой длительностью 2T _n19<2/ (где - угловая скорость вращения антенны), которые, поступая на соответствующие программируемые счетчики 21.1-21.N (фиг.2) предыдущих каналов, передним фронтом устанавливают их в исходное (нулевое) положение, а также поступают на соответствующие входы элементов И 20.1-20.N

(фиг.2), на вторые входы которых через N+1-й электронный ключ 24 (фиг.2) блока азимутальной селекции поступают прямоугольные импульсы от блока выделения заднего фронта 10 (фиг.1). Эти импульсы проходят через соответствующие элементы И 20.1-20.N (фиг.2), на втором входе каждого из которых есть сигнал от соответствующего генератора импульсов 19.1-19.N (фиг.2), соответствующий азимутальному положению антенны, и открывают электронные ключи 22.1-22.N (фиг.2) соответствующего канала, через который сигнал от интегратора 8 (фиг.1) поступает в соответствующий канал многоканального накопителя 13 (фиг.1). N+1-й электронный ключ 24 (фиг.2) закрывается сигналом с выхода элемента ИЛИ 23 (фиг.2) при поступлении на его соответствующие входы сигналов от соответствующих программируемых счетчиков 21.1-21.N (фиг.2), которые поступают после того, как на вход соответствующего программируемого счетчика 21.1-21.N (фиг.2) поступит N₂₁ импульсов. Значение N₂₁₁₉/Т_n устанавливается одинаковым во всех каналах. В результате при каждом обороте антенны в каналы многоканального накопителя 13 (фиг.1), каждый из которых соответствует определенному азимутальному положению антенны, поступает одинаковое количество импульсов одинаковой длительности, амплитуда которых соответствует энергии W_ij радиолокационных отражений от морской поверхности. Значением N₂₁ определяется сектор усреднения для каждого азимутального направления =N₂₁T_n.

Делитель частоты 12 (фиг.1) пропускает на выход только каждый k-й импульс из поступающих на его вход (k - коэффициент деления). Импульс с выхода делителя частоты 12 (фиг.1) задним своим фронтом запускает анализатор 15 (фиг.1) и поступает на цифровую вычислительную машину вторичной обработки радиолокационной информации 16 (фиг.1), а после задержки на время t ₁₄ во второй линии задержки 14 (фиг.1) также задним фронтом устанавливает в исходное (нулевое) положение все каналы многоканального накопителя 13 (фиг.1). Таким образом, в каждом канале многоканального накопителя 13 (фиг.1) осуществляется накопление (суммирование) сигналов, соответствующих энергии радиолокационных

отражений с определенного азимутального направления за k оборотов антенны. Следовательно, время измерения t_изм=2k/, а сигналы на каждом из выходов многоканального накопителя 13 (фиг.1) соответствуют средней энергии W_ср1 , W_ср2,... W_cpi,... W_cpN радиолокационных отражений с определенного азимутального направления ₁, ₂,... _i,... _N. Требуемое время t _изм измерения задают, устанавливая соответствующее значение коэффициента k деления в делителе частоты 12 (фиг.1). За время t₁₄ задержки импульса во второй линии задержки 14 (фиг.1) должна обеспечиваться передача массива {W _cp} из многоканального накопителя 13 (фиг.1) в анализатор 15 (фиг.1). Далее анализатор 15 (фиг.1) на основании сравнения между собой элементов массива W_cp1, W _cp2,... W_cpi,... W _cpN выбирает минимальный из них W_cpmin =W_cpi (где i - номер канала; i=1,2,... N). Сигнал с выхода анализатора 15 (фиг.1), соответствующий W _cpmin, значение которого связано с высотой поверхностных волн (см., например, Тверской Г.Н., Терентьев Г.К., Харченко И.П. Имитаторы эхо-сигналов судовых радиолокационных станций. Л. Судостроение, 1973, с.122-123), поступает на цифровую вычислительную машину вторичной обработки радиолокационной информации 16 (фиг.1) и далее - на устройство отображения радиолокационной информации 26 (фиг.1) в виде цифрового кода пеленга (азимута) на область просматриваемой поверхности с минимальной мощностью отражений (аномалию). Кроме того, на цифровую вычислительную машину вторичной обработки радиолокационной информации 16 (фиг.1) передается от анализатора 15 (фиг.1) номер i канала, определяющий генеральное направление _г распространения поверхностных волн _г=_i+ и от блока обзора по дальности 25 (фиг.1) метки дальности. В результате, после обработки в цифровой вычислительной машине вторичной обработки радиолокационной информации 16 (фиг.1) всей поступившей в нее координатной информации, на устройство отображения передается в цифровом виде информация о сопровождаемой аномалии поверхностного волнения для дальнейшего ее отображения и идентификации с

источником возникновения аномалии. Блок обзора по дальности 25 (фиг.1) в свою очередь работает следующим образом: импульсы синхронизации РЛС с частотой посылок станции поступают на 3-ю линию задержки 30 (фиг.3), где в зависимости от положения переключателя П₁ (фиг.3) задерживаются на время 0,3...8,4 мкс, определяющее ближнюю границу обследуемого участка моря (900...2520 м). С помощью дешифратора 29 (фиг.3), управляемого 6-ти разрядным счетчиком 28 (фиг.3), отводы 3-й линии задержки 30 (фиг.3) поочередно подключаются ко входу дешифратора 29 (фиг.3) в блоке обзора по дальности, перемещая стробы на 15 м по дальности.

Частота коммутации, определяющая время регистрации отражений с фиксированной дальности, устанавливается 3-м переключателем П ₃ (фиг.3), образующим вместе с 12-тиразрядным счетчиком 27 (фиг.3) делитель частоты посылок или 427 Гц с коэффициентом деления от 1 до 2¹¹. Максимальная дальность просматриваемого участка морской поверхности устанавливается 2-м переключателем П₃ (фиг.3), через который первый же импульс, направляемый в цифровую вычислительную машину вторичной обработки радиолокационной информации 16 (фиг.1) с выбранного отвода 3-й линии задержки 30 (фиг.3) одновременно через усилитель, не обозначенный на фиг.3, поступает на установочные входы 12-тиразрядного 27 (фиг.3) и 6-тиразрядного 28 (фиг.3) счетчиков и переводит их в исходное положение для начала нового цикла сканирования. Метки дальности, нумерующие перемещение строба в течение цикла сканирования, вырабатываются делителем частоты сформированным 12 тиразрядным счетчиком 27 (фиг.3) - 3-м переключателем П₃ (фиг.3). Метка D_min образуется при подключении к цифровой вычислительной машине вторичной обработки радиолокационной информации 16 (фиг.1) первого отвода 3-й линии задержки 30 (фиг.3).

Таким образом, заявленная полезная модель «Устройство позиционирования аномалий морского волнения» является новым устройством для определения местоположения источника возникновения аномалий на взволнованной морской поверхности методом позиционирования (определения координат) аномалий. Заявленное устройство обладает следующими достоинствами:

- эксплуатационным достоинством является возможность использования в типовых корабельных РЛС ОБНО;

- конструкционно-технологическим достоинством является возможность получения информации о факте наличия и определение местоположении источника возникновения аномалий на поверхности морского волнения;

- другим конструкционно-технологическим достоинством является возможность обработки информации в реальном масштабе времени, что существенным образом сокращает временные затраты на идентификацию обнаруженных малозаметных целей на фоне взволнованной морской поверхности;

- к эргономическим достоинствам заявленной полезной модели относится повышение удобства эксплуатации и обслуживания РЛС за счет увеличение вероятности обнаружения и надежности сопровождения обнаруженных малозаметных целей на фоне мешающих переотражений от взволнованной морской поверхности.

Заявленное устройство промышленно применимо, так как для его реализации используются широко распространенные компоненты и изделия промышленности, такие как цифровые процессоры обработки сигналов (цифровые вычислительные машины вторичной обработки радиолокационной информации), устройства отображения радиолокационной информации с радиально-круговой разверткой, цифровые устройства памяти с произвольным доступом (многоканальные накопители), логические устройства (элементы И и ИЛИ).

1. Устройство позиционирования аномалий морского волнения, содержащее антенну, поворотное устройство антенны, датчик углового положения антенны, приемопередатчик, соединенный с антенной, синхронизатор, блок формирования стробирующих импульсов, интегратор и регистратор; выход синхронизатора параллельно соединен с соответствующими входами приемопередатчика и блока формирования стробирующих импульсов, электронный ключ устройства, блок выделения заднего фронта, делитель частоты, многоканальный накопитель, две линии задержки, анализатор, блок азимутальной селекции, содержащий N каналов азимута, каждый из которых содержит последовательно соединенные между собой источник постоянного напряжения, компаратор, генератор импульсов, элемент И, счетчик, а также электронный ключ, управляющий вход которого соединен с выходом элемента И; информационные входы электронных ключей всех каналов объединены и соединены с выходом интегратора, а выход каждого электронного ключа соединен с соответствующим входом многоканального накопителя; а также элемент ИЛИ, у которого N входов соединены с соответствующими выходами счетчиков каналов азимута; вход сброса каждого счетчика соединен с выходом соответствующего генератора импульсов последующего канала; выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом N+1-го электронного ключа блока азимутальной селекции, информационный вход которого, являющийся входом блока азимутальной селекции, подключен к выходу блока выделения заднего фронта, а выход этого ключа подключен к объединенным вторым входам элементов И всех каналов, выход генератора импульсов N-го канала, являющийся выходом блока азимутальной селекции, выходу блока выделения заднего фронта, а выход этого ключа подключен к объединенным вторым входам элементов И всех каналов, выход генератора импульсов И-го канала, являющийся выходом блока азимутальной селекции, соединен с входом делителя частоты, а объединенные вторые входы компараторов всех каналов блока азимутальной селекции соединены с датчиком углового положения антенны, при этом электронный ключ устройства включен между выходом приемопередатчика и входом интегратора, а его управляющий вход соединен с блоком формирования стробирующих импульсов, который через блок выделения заднего фронта и первую линию задержки соединен с входом сброса интегратора, кроме того, выход делителя частоты соединен параллельно с управляющими входами анализатора и регистратора непосредственно, а через вторую линию задержки соединен с входом сброса многоканального накопителя, каждый выход которого подключен к соответствующему входу анализатора, отличающееся тем, что многоканальный накопитель соединен с анализатором с возможностью выявления минимума мощности отраженного сигнала, а в качестве регистратора использовано устройство отображения, подключенное к выходам анализатора по азимуту через цифровую вычислительную машину вторичной обработки радиолокационной информации, отводы которой по дальности соединены с блоком обзора по дальности, в котором синхроимпульсы от радиолокационной станции (РЛС) коммутированы четвертым переключателем блока обзора по дальности на 12-разрядный счетчик или 3-ю линию задержки, выходы которой соединены первым переключателем блока обзора по дальности с дешифратором, на второй вход которого поступают управляющие сигналы с 6-разрядного счетчика; выходы дешифратора поочередно через второй переключатель блока обзора по дальности и усилитель параллельно соединены с 6-разрядным и 12-разрядным счетчиками.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что входы по дальности цифровой вычислительной машины вторичной обработки радиолокационной информации соединены с соответствующими выходами блока обзора по дальности с возможностью трассирования цели по информации о дальности до аномалии морского волнения.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поочередным соединением отводов 3-й линии задержки с дешифратором посредством 1-го переключателя установлено положение ближней границы обследуемого участка моря.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходы дешифратора поочередно, по управляющим сигналам от 6-разрядного счетчика, подключены параллельно 2-м переключателем блока обзора по дальности через усилитель ко входам 6-разрядного и 12-разрядного счетчиков с возможностью перемещения стробов последовательно на 15 м по дальности.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что 12-разрядный счетчик и 3-й переключатель блока обзора по дальности образуют делитель частоты импульсов от блока синхронизации или 427 Гц, установленных положением 4-го переключателя блока обзора по дальности с возможностью перемещения меток дальности по экрану устройства отображения и нумерации их в цифровой вычислительной машине вторичной обработки радиолокационной информации.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оба выхода анализатора по азимуту подключены к соответствующим входам цифровой вычислительной машины вторичной обработки с возможностью трассирования цели по информации о направлении на аномалию морского волнения.

7. Устройство по пп.1 и 5, отличающееся тем, что выбор положения первого переключателя блока обзора по дальности определяет порядок подачи импульса с выбранного отвода 3-й линии задержки параллельно через усилитель на управляющие входы 12-разрядного и 6-разрядного счетчиков с возможностью установки этих счетчиков в исходное состояние до начала нового цикла сканирования по дальности.